UD1
L’informatica e la struttura di un
elaboratore
Ud 1: Concetti introduttivi
Concetti generali
Informazione e trasmissione
Struttura generale di un elaboratore
Hardware e software
Struttura di un elaboratore
La tastiera
Il monitor
Concetti Generali 1.1
Informatica: Elaborazione automatica dell ’informazione
(Informazione + elaborazione automatica)
Oggi un computer non è più visto come uno strumento in grado di
risolvere un problema specifico (solo programmazione o
Elaborazione), ma piuttosto è un elemento in grado di comunicare,
rendendo ininfluenti le distanze geografiche nei rapporti tra le
persone, le aziende, ecc...
Quindi, Oggi il computer serve per la:
programmazione (scrittura dei programmi)
elaborazione (esecuzione dei programmi),
ma è anche usato per comunicare, rendendo ininfluenti le
distanze geografiche nei rapporti tra le persone, le aziende, ec c...
Informazione
Tutto ciò che possiede un significato per l ’uomo e
che viene comunicato o conservato in vista di una
utilità pratica.
Le informazioni si presentano in varie forme:
Caratteri
Numeri
Immagini
Luce
suoni
Ecc…
Trasmissione delle
informazioni
Affinchè 2 entità possano comunicare è necessario che
riescano a capirsi (esempio 2 persone che parlano lingue
diverse).
Allora occorre che siano stabiliti e rispettati:
Il CODICE della trasmissione, cio è le regole secondo
cui viene TRADOTTO il messaggio prima dell ’invio (es.
alfabeto comune e le parole in italiano)
La TECNICA di trasmissione (es. telefono)
Il PROTOCOLLO della trasmissione, cio è le Regole
per uno scambio corretto delle informazioni (es. regole
grammaticali per creare frasi che abbiano un senso
compiuto in Italiano)
Esempio
Giochiamo a carte: a poker
Il codice sono il tipo di carte (francesi)
Il protocollo sono le regole del poker
La tecnica: visualizzazione delle carte
Se decido di giocare a Texas Holdem => modifico il protocollo
regole
Esempio 2
Giochiamo a carte: a briscola
Il codice è diverso (carte napoletane o siciliane)
Il protocollo sono le regole della briscola
Se decido di giocare a scopa => modifico il protocollo
regole
Trasmissione delle informazioni(2)
I caratteri e i simboli che compongono il
Messaggio e che vengono trasformati per
viaggiare sul mezzo trasmissivo sono detti
SEGNALI
I Segnali possono essere:
DIGITALI: se associati a cifre binarie (0,1)
ANALOGICI: se sono rappresentati da
grandezze che variano con continuit à nel
tempo
Trasmissione delle informazioni(3)
0110011001110011
Comunicazione Digitale
Comunicazione Analogica
Hardware, software, tecnologia
dell’informazione
ICT: Information and communication
technology (tecnologie della comunicazione e
dell’informazione).
L’Informatica si divide in 2 rami principali:
L’Informatica teorica: studio per la risoluzione
di problemi e realizzazione di algoritmi
L’Informatica applicata : si occupa dello
sviluppo:
dell’Hardware (dispositivi fisici ed elettronici)
e del Software (insieme dei programmi per
l’elaborazione dei dati)
Struttura generale di un sistema di
elaborazione
Un computer deve:
Poter eseguire operazioni Aritmetico/logiche
Poter trattare anche Caratteri e non solo numeri
(codifica ASCII, UNICODE, ecc…
Saper elaborare una grande quantit à di dati e con
elevata velocità
Saper acquisire dati dall ’esterno (input) e produrre
risultati (output)
INPUT
OUTPUT
Struttura generale di un sistema di
elaborazione
Si chiama anche Sistema di Elaborazione
perché costituito da varie Risorse
classificabili in:
Hardware
Software
L’Hardware e il Software (1)
Hardware
Il termine hardware (ferraglia) indica tutte le componenti
fisiche ed elettroniche di un computer , che possono essere
toccate con mano.
Esempi tipici di hardware sono:
• lo schermo,
• la tastiera,
• il mouse,
• la stampante,
• il case (Tower o Desktop)
• e tutti i dispositivi
• elettronici (scheda madre, processore, RAM,
schedevideo, schede audio, schede modem /fax)
• ed elettromeccanici (floppy disk, hard disk, CDROM ).
L’Hardware e il Software (2)
Software
Con il termine software vengono identificati i programmi e la
Documentazione
I programmi sono una sequenza di operazioni elementari,
dette istruzioni, che rispettano la sintassi di un dato
linguaggio di programmazione, e permettono ad un computer
di funzionare come fornitore di servizi per l ’utente.
Tra i programmi più diffusi ci sono:
• i Programmi di Base : Sistemi Operativi, i Compilatori
per linguaggi di programmazione
• i Programmi Applicativi : gli elaboratori di testo, i
programmi per la grafica, i video giochi, ecc …
Le parti di un Computer
La configurazione di base di un computer si presenta
suddivisa in tre parti fondamentali:
· lo schermo, o monitor o video o terminale (OUTPUT);
· la coppia tastiera e mouse (INPUT)
· il case (in italiano scatola), che è il computer vero e
proprio.
Vediamo cosa sono…
Visione complessiva
Modello di Von Neumann. Modello di funzionamento di
un pc
Unità centrale
Perferiche
CPU
Mem.Centr
INPUT
(CU –ALU)
(RAM–ROM)
Memorie
di MASSA
Perferiche
OUTPUT
Concetti di base
Che cos'è un pixel?
un pixel è il più piccolo componente discreto di una
immagine sullo schermo
normalmente un punto con colore
Che cos'è la risoluzione video?
la risoluzione è il numero di pixel (o punti) per
pollice dpi (dots per inch)
17
Risoluzione
Esempio i mosaici
Più piccoli sono i tasselli maggiore è la qualità
l’immagine
Concetti di base
Schermi
I due più importanti standard sono:
CRT (cathode-ray tube /
tubo a raggi catodici)
LCD (liquid crystal display / schermo a cristalli
liquidi)
TFT: è un LCD standard di alta qualità
19
Concetti di base
0
La risoluzione video - Un
esempio
800 x 600
1024 x 768
1600 x 1400
proporzione 4 : 3
800
0
600
20
MONITOR
CARATTERISTICHE
• Pollici: unità di misura della
Standard
grafici
dimensione dello schermo
• Pixel: il più piccolo elemento che
viene visualizzato sullo schermo
• Risoluzione: numero di pixel che
possono essere visualizzati
contemporaneamente
• Dot pitch: distanza fra due pixel
• Refresh: (si misura in Hz) indica
il numero di volte che l ’immagine
sullo schermo viene rinfrescata in
un secondo
• Hercules
768 x 348 Pixel - 2 colori
• CGA (Color Graphic Adapter)
320 x 200 Pixel - 16 colori
• EGA (Enhanced Graphic Adapter)
640 x 350 Pixel - 16 colori
• VGA (Video Graphic Adapter)
1024 x 768 Pixel - 256 colori
• SVGA (Super VGA)
1280 x 1024 Pixel 16 milioni di colori
Riassunto: Schermo o Monitor
(OUTPUT)
Lo schermo di un computer è assimilabile ad un normale televisore (tubo a raggi
catodici oppure LCD a cristalli liquidi).
Il monitor è caratterizzato dalla DIMENSIONE, dalla QUALITA’ e dal PREZZO.
La dimensione di uno schermo si misura in pollici (da 14 ad oltre 24): diagonale
dello schermo stesso;
la qualità dipende del monitor dipende da 2 fattori:
•
dalla risoluzione, misurata in pixel (per es.: 800X600, 1024x768,
1280x1024, ecc…)
•
dalla frequenza di scansione , misurata in Hertz (per es.: 70 Hz): maggiore
è la risoluzione e la frequenza di scansione dello schermo, maggi ore è la
sua qualità.
Il prezzo dello schermo è proporzionale alla qualit à e alla dimensione.
OSSERVAZIONE: Prezzi pi ù alti per gli schermi piatti basati sulla tecnologia dei
cristalli liquidi (LCD). Questi schermi sono stati introdotti pe r i computer portatili
(laptop) ma hanno ormai soppiantato i CRT anche per normali PC.
La tastiera
(INPUT)
È costituita da un insieme di tasti la cui pressione provoca l ’invio di
segnali interpretati dal computer come caratteri o come comandi.
TIPI DI TASTIERA:
• Diverse in base alla lingua: su quella italiana ci sono tasti c he
non sono presenti su quella americana e viceversa, ecc…
• tastiere sempre più ergonomiche (facilitano il lavoro
prolungato)
• e in alcuni casi possono associare tasti particolari a funzioni
complesse (es. la connessione in Internet).
La tastiera
Esc
(INPUT)
La Tastiera: costituita da tasti; quando questi vengono battuti come
conseguenza macroscopica si ha un ritorno nel video.
In una tastiera tradizionale si hanno 4 zone:
1 - tastierino numerico (sulla destra)
2 - tasti dattilografici (zona sinistra e centrale)
3 - tasti direzionali di movimento (fra la zona 1 e 2)
4 - tasti funzione posti in alto
Tasti funzione
Tastiera alfanumerica
Tasti speciali
Tastierino numerico
La tastiera
Tastiera alfanumerica : caratteri, numeri, simboli
di punteggiatura
Shift: assieme a un carattere => Maiuscolo.
Stampa anche il simbolo superiore nei tasti con
2 simboli
Caps Lock: rende maiuscoli tutti i caratteri
alfabetici (accende la lucetta)
Tab (tabulatore): permette di spostare il cursore
verso destra a distanza fisse o impostate
dall’utente (arresti di tabulazione)
La tastiera
Backspace (tasto di ritorno): cancella i caratteri
a sinistra del cursore
Esc: consente di uscire da un men ù, da una
finestra, senza conferma
Ctrl (control): in combinazione con altri tasti
attiva particolari comandi a seconda
dell’applicazione (ad esempio Ctrl+C, Ctrl+V)
Alt (alternate): in combinazione con altri tasti
per svariate azioni
Alt Gr (Alt grafico): abilita la scrittura dei simboli
posti a destra nel tasto ( ad esempio @)
La tastiera
Invio (return): ritorno a capo, confermare
comando.
Stamp (print screen): memorizza un’area della
videata negli appunti (la finestra attiva con Alt)
Canc (Del): cancella a destra del cursore
Ins: consente Scrittura a inserimento o la
sovrscrittura.
Home: sposta il cursore a inizio riga (
a inizio documento)
Fine: sposta il cursore all’ultimo carattere
della riga o della pagina (+ Ctrl)
+Ctrl
esercitazione
01_Esercitazione fine Ud1.doc
UD 2: il case
Il case
Processore
Memoria centrale
Memorie di massa
Prestazioni di un computer
Concetti di base
A prima vista...
Lettore
DVD
Alimentazione
PC e Monitor
Porte Ps/2
Porte USB
Lettore e
masterizzatore
CD
Porte seriali
Porta parallela
Uscite Video
Drive
Floppy disk
Porta joystick
Pulsante di
accensione
Uscite scheda
audio
(microfono,casse,
cuffie)
Pulsante di
reset
Scheda di rete
davanti
dietro
30
Concetti di base
Componenti hardware
Motherboard
Processori
CPU (central processing unit)
Chipsets (altri processori, e.g. video chip)
Memorie
centrale RAM (random access memory) o interna
di massa o esterna (hard disk, CD, etc.)
Bus per veicolare le informazioni tra le diverse
componenti
Porte di comunicazione di input/output
Dispositivi di ingresso, e.g. tastiera, mouse,
scanner, etc.
Dispositivi di uscita, e.g. schermo e stampante 31
Concetti di base
e.g.: Intel Pentium Core 2 Duo
e.g.: HP desktop PC
e.g.: 256 MB-2 GB RAM
Hardware architettura principale
Computer
Motherboard
CPU
control bus
indirizzo bus
data bus
Unità di controllo
Unità arimetico
logica
Memoria centrale
RAM
Unità I/O
(ingresso/uscita)
Porte
Dispositivi
e.g.: 160-1000 GB hard disk
32
La mainboard
Il case è la scatola metallica che contiene la scheda madre ( main-board) sulla quale sono
montate le principali componenti di un computer (CPU, Memorie, e cc… vedremo dopo)
La SCHEDA MADRE
La motherboard e' il componente base di un PC.
Si tratta di un circuito stampato dove sopra sono montati:
1. CPU: Microprocessore
2. Memoria ROM Di sola lettura (BIOS)
3. Memoria RAM Di lettura/scrittura (memoria volatile)
4. Circuiti delle periferiche di controllo: Tastiera, mouse
5. Circuiti delle periferiche esterne: Stampante, joystick!?
6. Controllore dei dischi
7. Canale di comunicazione tra dispositivi PCI
Di tipo PCI (Peripheral Component Interface)
34
Esercitazione
Cosa contiene il Case?
Cos’è la scheda la madre?
Cosa c’è montato nella scheda madre?
Com’è collegata la CPU con le memorie e le
periferiche?
Come si collegano le periferiche con il case?
Le fondamentali unit à dell’informazione memorizzata
L’unità di informazione di base è chiamata Bit (binary dig it, in
italiano cifra binaria = 0/1). Qualunque tipo di informazione
memorizzata e/o elaborata in un computer viene rappresentata
tramite una sequenza di Bit.
Esempio: le lettere dell’alfabeto per la lingua italiana, i bit per il computer
Una sequenza di otto Bit viene identificata con il termine Byte
=> 1 byte = 8 bit
Multipli del Byte sono il:
•· 1 KiloByte (KB) =1.024 Byte;
•· 1 MegaByte (MB) = 1.024 KiloByte = 1.048.576 Byte;
•· 1 GigaByte (GB) = 1.024 MegaByte = 1.073.741.824 Byte.
•· 1 Terabyte (TB) = 1024 GigaByte = 1.099.511.627.776 Byte.
Concetti di base - memoria
Che cosa sono bit, byte, KB, MB, GB?
1 bit = la più piccola unità di memoria, o "1" o "0"
1 byte = un gruppo di 8 bit (e.g. 01001001)
1 KB (kilobyte) = 1.024 bytes (circa mille di byte)
1 MB (megabyte) = 1.048.576 bytes (circa un milione di byte)
1 GB (gigabyte) = 1.073.741.824 bytes (circa un miliardo di
byte)
1 TB (terabyte) = 1.099.511.627.776 bytes (circa mille miliardi
di byte)
Esempi
un file di testo:
20 - 2000 KB
un file di musica (MP3):
3 - 6 MB
un file video:
500 KB - 1.5 GB
un CD:
640 MB
la memoria centrale degli attuali PC:
256 MB - 1 GB
l'hard disk degli attuali PC:
160 GB – 1 TB
37
Il processore (CPU)
La CPU (Central Processing Unit) o, in italiano l’unità centrale di
elaborazione del computer, è il vero cervello di un calcolatore elettronico. È
detta anche Microprocessore.
Il suo compito è di elaborare ed eseguire tutte le operazioni che svolge un
computer.
Le sue dimensioni sono veramente ridotte (poche decine di centim etri quadrati)
ed è corredato da una piccola ventola per evitarne il surriscaldamen to.
È composto di due unità:
• l’ unità di controllo che sovrintende le operazioni da farsi
• l’ unità aritmetico-logica (ALU- Arithmetic Logical Unit) che ha invece la
funzione di effettuare calcoli, operazioni logiche e confronti r ichiesti dall’unità di
controllo.
Le istruzione che deve eseguire la CPU le preleva dalla memoria RAM
LA CPU: PARAMETRI
il parametro fondamentale per giudicare le prestazioni di un
microprocessore e’ la sua velocita’ di calcolo che viene misurata
in mips (milioni di istruzioni al secondo).
la velocita’ di calcolo è proporzionale alla frequenza del clock della
cpu
l’unità di misura della frequenza (inverso di un tempo) è Hz e
quantifica il numero di operazioni elementari in un secondo
(multipli: MHz o GHz)
i microprocessori dell ’ultima generazione hanno raggiunto una
frequenza dell’ordine del giga hertz (3 ghz), ovvero miliardi di tick
del clock in un secondo.
I microprocessori di ultima generazione hanno 2 o 4 core cioè
come se fossero più processori in uno.
LA CPU: PARAMETRI
ALTRI PARAMETRI DELLA CPU SONO:
DIMENSIONE DEI REGISTRI (32, 64 BIT)
DIMENSIONE DELLA CACHE DI PRIMO LIVELLO OVVERO
DENTRO IL PROCESSORE STESSO (32 O 64 KB)
NELLA SCHEDA MADRE ESISTE UNA CACHE DI SECONDO
LIVELLO (L2) DI DIMENSIONI MAGGIORI (256, 512 KB)
ARCHITETTURA:
CISC (COMPLEX INSTRUCTION SET COMPUTER).
HANNO UN SET DI ISTRUZIONI MOLTO COMPLETO
RISC (REDUCED INSTRUCTION SET COMPUTER).
RIESCONO A SVOLGERE POCHE OPERAZIONI, MA IN
MANIERA MOLTO VELOCE. LE ISTRUZIONI PI Ù
COMPLESSE SI OTTENGONO DALLA COMPOSIZIONE DI
ISTRUZIONI SEMPLICI
1) Tipo di processore
Per tipo di processore si intende la marca e modello di processore installato
• Intel: 8086, 80286, 80386, 80486, PENTIUM I (MMX), PENTIUM II, III e IV.
• OGGI: Intel Pentium 4 D925, 3.2 GHz Intel Pentium Core 2 Duo – Quad Core
3 GHz
•AMD: K5, K6, Duron, Athlon
•Cyrix: 5x86, 6x86
A partire dai PENTIUM I 200 si è adottata la tecnologia MMX nel cui set di istruzioni ne
compaiono alcune dedicate alla elaborazione di informazioni multimediali . (per grafica
3D, suoni e video)
È stata inserita la memoria CACHE (sul chip del processore o sulla zoccolo della stessa
scheda) => incremento della velocità di accesso ai dati (PRESTAZIONI) e aumento del
costo del processore.
La INTEL ha commercializzato il CELERON (senza Cache) con prezzi e prestazioni
ridotte rispetto ai PENTIUM.
l’Athlon (AMD) è più veloce del Pentium III perch è usa meglio la memoria cache!!
Concetti di base - velocità
La velocità di CPU
grazie al segnale di clock è possibile sincronizzare
tutte le funzioni del processore. Il valore della
frequenza delle oscillazioni del clock determina la
velocità di elaborazione.
Che cosa sono Hz, MHz, GHz?
1 Hz (Hertz) = una oscillazione al secondo
1 MHz (mega Hertz) = un milione di Hz
1 GHz (giga Hertz) = un miliardo di Hz
Esempio
Una CPU single core ha circa: 3 -3.7 GHz . Una CPU
dual core degli attuali PC unisce 2 o 4 processori
indipendenti montati su un unico package con clock
sotto i 3 GHz
42
Esercitazione
Qual è il parametro che misura le prestazioni
di una CPU?
Qual’è l’Unità di misura di velocità di una
CPU?
Cos’è la memoria cache?
Come si misura lo spazio di memoria?
La Memoria
Con il termine memoria si intende generalmente la memoria
centrale di un elaboratore dove risiedono i dati ed i
programmi del calcolatore
La memoria di un calcolatore è raffigurabile ad un enorme
casellario, ove ciascuna casella contiene un ’informazione e
ove ciascuna casella
è referenziabile mediante la sua
posizione nel casellario, ovvero mediante il suo indirizzo.
Una casella di memoria, detta in genere “cella”, è la più
piccola unità indirizzabile ed è costituita da un insieme di bit
(unit digit).
Il contenuto di una cella viene normalmente detto byte.
Memoria Centrale
La CPU è in grado di leggere e scrivere esclusivamente dalla
memoria centrale che ha quindi il compito di contenere i
programmi ed i dati che la CPU deve elaborare.
•RAM (Random access memory): usata in lettura e scrittura
permette al S.O. di accedere direttamente ai dati . E’ di tipo
volatile.
•ROM (Read only memory): usata solo in lettura serve a
contenere il BIOS.
La capacità di memoria si misura in Byte (8 BIT) e suoi
multipli:
KB (1 kilobye = 1024 byte); MB (1 megabyte = 1024 KB);
GB (1 gigabyte = 1024 MB); TB (1 terabyte = 1024 GB).
La memoria RAM
La Random Access Memory (Memoria ad Accesso Casuale) è una
memoria di lavoro
è il dispositivo in cui risiedono i dati e i programmi elaborati dal
processore. La CPU ha bisogno della RAM per “RICORDARSI”
dei dati e delle istruzioni che deve elaborare
La sua denominazione deriva dal fatto che può essere immaginata
come un nido di api in cui il contenuto delle celle può essere
letto/scritto in maniera casuale.
Fisicamente sono dei chip (Schede SIMM e DIMM) montate sulla
scheda madre
Tempo di Accesso
Il tempo di accesso (lettura o scrittura) di una cella della RAM è espresso in
nanosecondi (nsec = 10 -9 secondi, MILIARDESIMI di Secondo)
La ROM-BIOS
La Read Only Memory (ROM) è una memoria (anch’essa CENTRALE) che viene
scritta una volta sola dal costruttore del computer ed è di sola di sola lettura (a
differenza della RAM).
La ROM CONTIENE il FIRMWARE:
1.
Il Programma per l’avvio (Bootstrap) che permette il caricamento del Sistema
Operativo in memoria RAM.
•
Esso viene cercato nel lettore di floppy disk, nell ’hard disk oppure nell’unità
CD-ROM (ordine di boot).
•
La sequenza nella quale viene eseguita la ricerca può essere dec isa
dall’utente. Una sequenza tipica è: floppy disk, CD-ROM, hard disk.
2.
Il programma di autodiagnostica che effettua un test delle parti del computer e
un test delle periferiche;
3.
Il Setup BIOS (Basic Input Output System ) che gestisce le periferiche e la loro
configurazione
Esercitazione
Cos’è la memoria?
Quanti tipi di memoria conosciamo?
Cos’è la RAM e cosa è l’acronimo RAM?
Cos’è la ROM e cosa contiene?
L’organizzazione logica dei dati
File (in italiano: archivio)
Un file è un’informazione strutturata che è stata salvata su di un dispositivo
di memoria e alla quale è stata assegnato un nome.
Quando per esempio si salva un documento realizzato con un progr amma di
elaborazione di testi (lettera, relazione, ecc.), dando ad esso un nome, si crea
un file. Quando si installano programmi su di un computer, quest i vengono
salvati sull’hard disk come file.
Directory
Analogamente a quello che succede per i documenti cartacei, anch e i file
possono essere raccolti in cartelle (directory) a cui è possibile assegnare
un nome identificativo. Le directory si possono inoltre immaginare come
delle tabelle che forniscono informazioni su dove risiedono i fi le.
Cartelle e struttura dei file
Analogie con lo schedario
• risorse del computer = schedario;
• unità (A,B,C,D) = cassetti;
• insiemi di documenti = cartella;
• documenti interni ad altri documenti = sottocartelle;
• documento = file.
Record e Campi
RECORD
In molti casi la struttura interna di un file è del tutto libera, in altri casi sono strutturati a
blocchi (record) di lunghezza fissa o variabile. Un record è un insieme di informazioni tra
loro collegate che si riferiscono al medesimo oggetto o entit à.
CAMPI
A loro volta i record sono costituiti dai campi di dati. Per ese mpio i campi di un record
utilizzato per descrivere una persona sono: Nome, Cognome, Resid enza, Luogo di nascita,
ecc…
Esempio: un record di uno Studente:
nome
fabio
cognome
cantaro
residenza
viale …..
ecc…
La struttura a directory
L’organizzazione dei documenti e dei programmi all ’interno del computer può
essere descritta da un albero
I documenti vengono raccolti in cartelle (directory) sulla base di un criterio di
omogeneità.
Le cartelle sono ulteriormente raggruppate in cartelle seguendo successivi
criteri di affinità stabiliti dall’utente.
Il principio è esattamente analogo a quello di un qualsiasi sistema di
archiviazione (cataloghi, schedari d ’ufficio ecc.). Questo tipo di struttura
facilita il ritrovamento di dati e programmi nell ’hard disk
La memoria di massa
Scopo: consentire la memorizzazione di informazioni a lungo termine,
anche a seguito dello spegnimento del computer ed esisteranno finchè
noi non le cancelleremo.
memorizzati in modo permanente i File e il software di un
computer, i quali, al momento del loro utilizzo, saranno copiati
nella RAM per essere eseguiti.
Le memorie di massa utilizzano componenti non totalmente
elettronici (ad esempio dispositivi elettromeccanici) che
rallentano notevolmente i tempi di accesso.
Più CAPACITA’ ma MENO VELOCITA ’ rispetto alla RAM
Concetti di base
Memorie di massa
Floppy drive
Hard disk (HD)
CD
DVD
ZIP drive
USB pen
Ci sono diversi standard:
(1) IDE (Integrated Drive Electronics )
(es. Ultra DMA o Ultra ATA)
(2) SCSI (Small Computer System Interface)
(3) SATA (Serial ATA)
IDE Drive (es. hard disk)
testino di
lettura/scrittura
IDE channel
PC
scheda madre
Controller
disco
cavo di collegamento (piattina)
54
La memoria di massa
Tipi di memorie di massa :
• i dischi rigidi (hard disk):
• i floppy disk :
• i Zip Disk:
• i CD-ROM (Compact Disk-Read Only Memory)
VANTAGGI : grande capacità di memorizzazione (circa 650 MB) e sono rimovibili.
SVANTAGGIO: possono essere scritti una volta soltanto mediante i masterizzatori.
Questo difetto sta comunque scomparendo grazie ai CD -ROM riscrivibili, il cui costo è
ormai accessibile;
• le cartucce magnetiche: sono, come i floppy disk, memorie magnetiche rimovibili ma
a differenza di questi ultimi hanno una maggiore capacit à di memoria (alcuni GB) e un
costo per MB minore rispetto alle altre memorie di massa. Il lor o scopo principale è
quello di creare delle copie di sicurezza ( BACKUP) dell’intero software di un
computer o di una banca dati.
Hard disk (disco rigido)
Il disco rigido è una memoria di massa.
Si usa per memorizzare:
• i programmi e i file usati dall ’utente,
• il Sistema Operativo
CARATTERISTICHE:
• Capacità: centinaia di GB.
• Ne esistono Interni ed Esterni al Case
• tempo di accesso dell’ordine dei millisecondi (msec = 10 -3 secondi).
• memoria virtuale: l’hard disk viene visto dai programmi in esecuzione
come una enorme RAM
• Non è volatile
• Si può leggere e scrivere => è sia di Input che di Output (I/O )
Hard Disk
Ha componenti meccanici
Un disco ricoperto di sostanza magnetica che gira a velocit à
vertiginosa
Una testina di lettura
che “galleggia” su di
un cuscinetto di aria
Diviso in settori
(cluster)
Adopera Controller e
Buffer
Rotazione da 5400
RPM a 10000 RPM
Dimensione oltre
100 GB
IDE, SCSI o SATA
Le Unità a DISCO magnetico
Pila di dischi magnetici che ruotano attorno ad un asse
comune. La capacità rappresenta la quantit à di informazione
memorizzabile.
Le informazioni sono memorizzate in:
•TRACCE concentriche suddivise in
SETTORI separati da GAP.
• ogni settore ha la stessa
dimensione (normalmente 512 byte)
• Le informazioni sono raggruppati in Blocchi
• Durante il funzionamento il disco si mantiene sempre in
movimento a velocità costante
Esercitazione
Cos’è la memoria di massa?
Elencare alcuni esempi di memoria di massa.
Elencare alcuni standard.
L’HD è di input o di output?
Dimensione tipica e velocit à di accesso un
HD?
Drive o lettore di floppy disk
E’ il dispositivo per operare in lettura e in scrittura (I/O) sui floppy disk che
sono supporti magnetici aventi capacit à di circa 1,5 Mbyte. Un computer può
avere anche più di un drive per floppy.
•Rispetto al Disco Fisso, un dischetto floppy ha una bassa capaci tà (giga byte)
contro 1,5 Mbyte ed è molto più lento nella lettura/scrittura.
• i Floppy disk sono esterni e vanno inseriti nel drive
•capacità di 1,44 MB.
• Utilizzati per piccoli prg o documenti dell ’utente.
• punto di forza: essere rimovibili e facilmente trasportabili, a nche se di capacità
ridotte.
• Punto di debolezza: ridotte capacit à (ormai soppiantato dalle Pen Drive) e
fragilità (soffrono il calore e la presenza di campi magnetici)
• è possibile proteggerli da accidentali cancellazioni tramite una linguetta presente
nella faccia posteriore del floppy stesso
• Formattazione: operazione per renderli leggibili per un certo S istema Operativo.
Altri Dischi magnetici rimovibili
Floppy disk, può contenere al massimo 1.44 MB
Iomega ZIP fino a 250 MB
Iomega Jaz fino a 2 GB
Tempo di accesso superiore rispetto all ’hard disk
Pro:
economicità - diffusione
Contro:
bassa capacità - deteriorabilità
Drive o lettore di CD-ROM
Sono i dispositivi in cui vengono inseriti i CD -ROM.
Permette solo la lettura, non è possibile scrivere sul CD.
Similmente, anche per la scrittura ci sono i
MASTERIZZATORI che utilizzano particolari dischi CD che
possono essere scritti una (gold) o pi ù volte (silver).
In base alla velocità di lettura ci sono lettori CD-ROM a 4X,
8X,16X,24X,32X.
Attulamente i più diffusi sono i 52X, dove X=150 KBps
(KiloByteper secondo) ma sono già in produzione lettori ancora
più veloci.
CD Rom
Tipo di lettura:
ottica
Tipo di accesso:
sequenziale
Capacità:
650Mb CD – 470Gb DVD
Pro:
diffusione - economicità
• E’ un disco di plastica inciso da un laser;
• ha una sola traccia a forma di spirale, la lettura dei dati avv iene
in modo sequenziale;
• esistono anche supporti scrivibili (CD -R) mediante
appositi apparecchi detti masterizzatori o CD-Writer;
• esistono anche CD riscrivibili pi ù volte (CD-RW).
DVD-ROM
Esternamente del tutto simili ai CD
Nato per contenere Film
Possono contenere diversi GB di dati (4.7GB al
momento, ma fino a 17GB in futuro)
Adesso anche “masterizzabili”
Nastri
Tipo di lettura:
magnetica
Tipo di accesso:
sequenziale
Capacità:
150 Gb e oltre
Pro:
capacità - economicità
Contro:
deteriorabilità
Evoluzioni future: Capienza maggiore
è un nastro di plastica con un sottile strato di ferrite in super ficie
avvolto in due bobine che ne permettono lo scorrimento
sono contenuti in un involucro di plastica e alluminio
utilizzati per l’archiviazione dei dati di grandi quantit à di dati
lentezza nella lettura dei dati
Ancora oggi la maniera pi ù affidabile per il back-up
Gerarchie di memoria ( in funzione della velocit à)
Esercitazione
Quali memorie di massa sono magnetiche e
quali a laser?
Differenza tra CDROM e DVD?
Differenza tra Floppy, Iomega ZIP e nastri?
Per scrivere un CD o un DVD cosa mi serve?
Ordine di velocità delle memorie.
Le prestazioni di un computer (1)
Fattori influiscono sulla prestazione di un computer
In linea generale tre fattori pesano sulla prestazione di un PC:
1) tipo di processore ( IL PARAMETRO FONDAMENTALE PER
GIUDICARE LE PRESTAZIONI DI UN MICROPROCESSORE E ’ LA SUA
VELOCITA’ DI CALCOLO CHE VIENE MISURATA IN MIPS (MILIONI DI
ISTRUZIONI AL SECONDO). );
2) frequenza di clock;
3) capacità e tempo di accesso della RAM .
4) Il numero di applicazioni eseguite contemporaneamente
(Multitasking)
Le prestazioni di un computer(2)
2) La frequenza di clock
La F. di clock è un altro fattore che gioca nelle prestazioni:
maggiore è la frequenza di clock => maggiore è la velocità
del processore nell’eseguire le operazioni elementari.
Misura della Frequenza di clock:
si misura in MegaHertz (1 MHz = 10 6 Hz) che significa il
numero di operazioni elementari eseguite in un secondo.
Frequenza di clock dei nuovi processori: dai 100 MHz ad oltre
1000 MHz (1 GHz) cioè possono eseguire sino ad un miliardo di
operazioni in un secondo.
L’alimentatore
È il componente che tramite un cavo è collegato ad una presa di
corrente elettrica.
Ha il ruolo di fornire l’energia elettrica (alimentare) necessaria
al funzionamento del computer.
VERIFICA SCRITTA
02_Dopo_Ud1-Ud2-Ud3.doc
UD 3: porte e periferiche
Porte
Periferiche di input
Periferiche di output
Periferiche di input/ouput
Concetti di base
0, 1, 1, 0, 1, ...
Porta seriale
Unità 1
Unità 2
una linea di comunicazione dati che trasmette un
singolo bit per volta su un unico filo di trasmissione
Porta parallela
• una linea di comunicazione dati che trasmette più
bit per volta su tanti fili di trasmissione quanti sono i
bit trasmessi contemporaneamente
Unità 1
0, 1, 1, 0, 1, ...
1, 0, 1, 0, 0, ...
0, 0, 1, 1, 1, ...
Unità 2
73
Concetti di base
L'unità per la velocità di comunicazione è il bps
Kbps (Kbits/sec): kilo bits per secondo
Mbps (Mbits/sec): mega bits per secondo
1 Kbps = 1000 bits per secondo
1 Mbps = 1 milione bits per secondo
Inoltre:
KB/s: kilo bytes per secondo
MB/s: mega bytes per secondo
74
Concetti di base
Le porte di un PC
Porta
Utilizzo
Velocità
Seriale RS 232
COM1, COM2, ..., COM4
Modem, mouse, PC-PC
115 Kbits/sec
Parallela
LPT1, LPT2, LPT3
Stampante
800 Kbits/sec
PS/2
(seriale)
Tastiera, mouse
256 Kbits/sec
USB
(Universal Serial Bus)
Tastiera, mouse,
periferiche di nuova
generazione
12 Mbits/s
USB 2.0
Periferiche di nuova
generazione
480 MBits/s
Firewire (IEEE 1394)
(high-speed serial bus)
Periferiche di nuova
generazione
800 Mbits/s
75
Concetti di base
Le porte di un PC (rete)
seriale RS-232 (COM ports, 115 Kbps)
Telefono / Modem (56.6 Kbps)
USB (12 Mbps)
USB 2.0 (480 Mbps)
Ethernet - 10BaseT; twisted pair (10 Mbps)
Ethernet - 100BaseT (100 Mbps)
Ethernet - 1000BaseT (1000 Mbps)
radiotrasmissione (wireless); es. Bluetooth (2 Mbps)
irDA; infrarossi (4-100 Mbps)
76
Concetti di base
Le porte di un PC (grafico e schermo)
VGA (video graphics array): porta standard per lo
schermo; e una porta di video analogico
SVGA (super VGA) lo standard moderno
AGP (accelerated graphics port): 2133 MB/s
la porta tra la scheda madre e la scheda grafica
PCI Express 16x: 8 GB/s di bandwidth
AGP
scheda
grafica
es. ATI Rage 3D
VGA
77
Scheda video
È una scheda che viene inserita in uno slot sulla scheda
madre.
Serve per eseguire i calcoli necessari per “DISEGNARE”
sullo schermo del computer.
Scheda video
Maggiore è la qualità della scheda video, maggiore è la
qualità dell’immagine che visualizziamo sullo schermo
sia in termini di colore che di risoluzione (DPI numero
di PIXEL per pollice)
Le schede video contengono processori dedicati ad
eseguire sofisticati calcoli necessari per la
visualizzazione 3D. Contengono anche banchi di
memoria (più memoria => più velocità di per
visualizzare immagini complesse)
Scheda audio
E’ collegata a casse acustiche. Elabora i segnali provenienti dall a
CPU e invia il suono o la musica generata alle casse acustiche.
Quindi è da considerarsi un dispositivo di Output, anche se la
presenza di linee di ingresso (per collegare microfono o linee d i
un hi-fi) lo rendono anche un dispositivo di Input => I/O
Come la scheda video, questa scheda viene infilata su di slot della
scheda madre
Scheda di rete
Serve per connettere il proprio PC ad altri PC all ’interno di una
rete locale.
E’ una scheda Hardware che p uò essere inserita in uno slot della
scheda madre proprio come le schede audio e video
Interna (su BUS PCI) o integrata sulla scheda madre
Scheda SCSI
Lo standard SCSI (pronuncia " scasi"): è un protocollo di
comunicazione tra il computer e i dispositivi di I/O.
Una scheda SCSI è quindi necessaria per gestire in modo
ottimale alcuni tipi di dispositivi come hard disk, masterizzato ri
e scanner che supportino tale standard.
Nei normali PC viene usato lo standard IDE che è un altro protocollo
di comunicazione tra il computer e i dispositivi di I/O.
Di seguito viene riportata una breve descrizione di alcune
apparecchiature esterne che possono essere facilmente collegate ad
un computer.
Scheda di rete
drive floppy
disco fisso
periferiche interne
scheda audio
drive cd rom e
masterizzatore
cavi schermati per la
connessione dei dischi
scheda video
scheda madre
RAM
CPU
ventola di
raffreddamento
componenti essenziali
Modem (I/O)
Il modem (abbreviazione di modulatore-demodulatore) è un
dispositivo utilizzato per collegare i computer alla rete telefo nica
Infatti il PC manipola segnali digitali, mentre la linea telefon ica è
adatta per segnali analogici (voce) => in mezzo ci sta il modem
In pratica il modem trasforma i segnali telefonici in segnali
interpretabili dal computer e viceversa.
Uso più comune: connettersi a Internet dalla propria abitazione
Interno od esterno
Stampante (Output)
La stampante consente di stampare su carta delle informazioni
provenienti dal computer (testi, immagini, liste o grafici).
Tipi di stampante
•
ad AGHI (a impatto)
•
a GETTO d’INCHIOSTRO
•
al LASER
Tra quelle a Getto d’Inchiostro ci sono quelle a colori e quelle che
permettono di stampare su materiali diversi dalla carta come luc idi
o cartoncini.
Concetti di base
...E che cos'è l'unità di risoluzione per stampante?
anche pixel (o punti) per pollice dpi (dots per inch)
risoluzioni tipiche: 300 dpi oppure 600 dpi
Altre caratteristiche importanti per schermi e stampanti
dimensione (es. A4 per stampante; 1024x768 per
schermo)
colori (es. scale di grigio per stampante; Milioni di colori
per schermo)
86
Le stampanti ad Aghi
Stampanti a contatto (ad Aghi)
• i caratteri stampati sono ottenuti premendo una testina
(con degli aghi) sulla carta che stampa dei puntini
ravvicinati a formare il carattere.
• tra la testina e la carta è interposto un nastro colorato
• la carta era a moduli continui con fori laterali
• La velocità di stampa viene misurata in numero di caratteri
stampati al minuto e il formato di stampa viene espresso in
colonne (in genere 80 o 126).
CARATTERISTICHE
• Le stampanti a contatto hanno una bassa qualità di stampa,
• sono molto rumorose e sono utilizzate in ambiti dove necessita una
grande quantità di stampati di bassa qualit à (solo testo o semplici grafici)
• anticamente basso costo oggi costose (solo per commercialisti)
Le stampanti senza impatto
(Laser e
a Getto di inchiostro)
•
l’immagine viene riprodotta su carta senza alcun contatto di parti
meccaniche come aghi o dischi rotanti.
•
Le tecniche utilizzate sono principalmente basate sull ’elettrostatica
e la fotostatica. Queste stampanti garantiscono una maggiore
qualità di stampa rispetto alla categoria precedentemente
analizzata, anche se i loro costi di gestione sono più elevati.
•
La velocità di stampa viene misurata in numero di pagine al
minuto (ppm) e la qualità in dpi (dot per inch = punti per pollice).
•
I formati di stampa dipendono dal formato della carta (A3, A4,
ecc.).
Stampanti Getto di inchiostro
1) le stampanti a getto d ’inchiostro (ink jet printers)
•
I caratteri sulla carta vengono formati spruzzando da una testin a
inchiostro quando e dove necessario.
•
Sono veloci e silenziose e permettono di raggiungere un buon
rapporto qualità prezzo. C’è anche la possibilità di avere stampe a
colori di qualità fotografica, utilizzando una carta speciale;
•
L’inchiostro (Liquido) è contenuto in apposite Cartucce sostituibili
(montate nella testina)
STAMPANTI LASER (1)
•
le stampanti laser (laser printer) sono cosi chiamate perch é
l’immagine viene:
•
prima ricostruita in memoria
•
Poi ricostruita elettrostaticamente da un raggio laser su un
Tamburo a cui adersice il Rullo rivestito di inchiostro in polvere
(toner)
•
Quindi l’inchiostro viene fatto aderire a caldo sulla carta
STAMPANTI LASER (2)
CARATTERISTICHE
•
sono ancora più veloci e silenziose di quelle a getto d’inchiostro
•
producono stampe di qualità elevata (oltre 1000 dpi)
•
costi elevati di gestione (toner costo circa 80 €)
•
Usate normalmente in UFFICIO
•
L’inchiostro è contenuto in cartucce chiamate TONER
La scheda di rete
Dispositivo di input/output
Ha la funzione di collegare il personal computer alla
rete locale
Interna (su BUS PCI) o integrata sulla scheda madre
I computer portatili
I computer portatili sono caratterizzati dal fatto che sono
leggeri e di poco ingombro e possono essere utilizzati senza
una presa di corrente. Negli ultimi anni i computer portatili
hanno raggiunto standard di qualit à per schermi, potenza di
calcolo e capacità di connessione paragonabili ai normali
PC. Il principale problema di tali computer è il loro costo
elevato. Un secondo problema dei computer portatili è la
difficoltà di effettuare la manutenzione e il miglioramento
(upgrade) visto l’alto grado di integrazione delle
componenti.
Il problema della compatibilit à
Esiste un problema di compatibilit à tra le varie parti componenti un
computer realizzate da differenti case costruttrici
=> Occorrerebbero Gli STANDARD
In effetti non c’è un totale standardizzazione, es. i processori della
Intel e AMD che sfruttano tecnologie diverse
RISCHIO OPPOSTO
La Microsoft ha quasi monopolizzato il mercato dei
Sistemi operativi (WINDOWS). Con l ’integrazione di IE il
garante Americano ha diviso tale societ à
L’impatto ambientale e il risparmio
energetico
Da diverso tempo nella progettazione di componenti per
computer si tiene conto anche delle ripercussioni dirette e
indirette che il loro uso ha sull ’ambiente.
Vengono cosi realizzati circuiti a basso consumo di corrente ( è
possibile far spegnere automaticamente gli schermi o mettere
l’intero computer in stato di attesa dopo qualche minuto di
inattività) con relativo risparmio energetico.
Dal punto di vista dei materiali si stampano sempre meno
manuali cartacei sul funzionamento dei programmi trasferendo
il loro contenuto nei programmi stessi
si realizzano cartucce di inchiostro o toner ricaricabili.
Dispositivi di Input
Oltre alla Tastiera ci sono molti altri dispositivi (periferiche ) di
input:
Puntamento
Mouse
Trackball
Touchpad
Tavoletta grafica
Multimediali
Microfono
Video camera
Scanner
Periferiche di INPUT
Penna Ottica
Tavoletta grafica
Scanner
Telecamera
Digitale
Il mouse (topo)
(INPUT)
il mouse è un dispositivo di puntamento: muovendolo si fa muovere un punta tore sullo
schermo e cliccando i vari oggetti grafici sullo schermo possiam o interagire col PC
Ci sono 2 TIPI di mouse:
• mouse a sfera rotante:
una sfera è a contatto con un apposito tappetino ( mouse-pad). Al
movimento del mouse, la sfera ruotando trasmette a due sensori l e
informazioni per determinare la posizione del puntatore sullo schermo
• mouse ottici:
la sfera è sostituita da un led (diodo ad emissione di luce). Il mouse scivola
su una speciale tavoletta riflettente. La luce emessa dal led, r iflettendosi
sulla tavoletta, viene raccolta da un sensore che determina la p osizione del
puntatore sul video.
Trackball
Ha le stesse funzionalit à del mouse
Una sfera viene adoperata per muovere il puntatore
Adoperato per esigenza di spazio o ergonomicità:
Computer portatili
Sale di controllo
Console centri di elaborazioni
Touchpad
Costituita da una superficie rettangolare sensibile alla
pressione
Spesso adoperato nei computer portatili
Tavoletta grafica
Puntamento simile al touchpad, su di una superficie
maggiore e di miglior precisione
Si adopera una “penna” (stilo)
Maggiormente adoperato:
Grafica
CAD/CAM
Scanner (input)
È un dispositivo molto simile ad una fotocopiatrice
Esso acquisisce un documento o una immagine e il risultato
è di ottenere un’immagine digitale che può essere elaborata
successivamente con un qualsiasi programma di grafica o
inserita in un documento testuale.
Un’applicazione molto utile dello scanner è il
riconoscimento testi. Può capitare di avere una gran
quantità di dati su carta e di avere la necessit à di rielaborarli
al computer; attraverso l ’uso combinato dello scanner e di
programmi conosciuti con il nome di OCR (Optical
Character Recognition), si può trasformare l’immagine del
testo in un documento digitale.
Scanner
Permette di trasformare il contenuto di fogli o
fotografie in formati digitali trattabili elettronicamente
(OCR)
Funzionamento simile ad una fotocopiatrice
UPS (gruppo di continuit à)
Gli UPS (Uninterruptible Power Supplies )
garantiscono una tensione di alimentazione
affidabile, esente da disturbi di rete
Sono dotati di batteria: quando va via la
corrente => per qualche minuto ci permette di
alimentare il PC => abbiamo il tempo di
salvare e spgnere
Altre periferiche di Output
Oltre ai monitor e alle stampanti
Casse Acustiche
PLOTTER:
grosse stampanti per tracciare disegni
Usato da Ingegneri e tipografie
Esercitazione:
Cosa ci è rimasto?
Cosa sono le Porte e a cosa servono?
Differenza tra porte Seriali, Parallele e USB?
Cos’è e come funziona il modem?
Quali tipi di stampante conosciamo?
Differenze tra stampanti ad Aghi, Getto
d’inchiostro e Laser!!!
Cos’è lo scanner? A cosa serve?
Fare la verifica intermedia: 02_Dopo_Ud1-Ud2-Ud3.doc
UD 4: Classi di computer
Varie tipologie di computer
Classi di Computer
• Personal Computer (PC): ad uso personale. In ufficio
Dimensione chiamati DESKTOP
collegati in rete. Per la
• Portatili (Laptop o notebook):2-3 KG.
• Micro e Mini computer: elaboratori Multi-Utente (più utenti accedono tramite
terminali stupidi)
• Workstation: Stazione di lavoro ad uso personale e collegate
potente di un PC.
in rete. Più
• Mainframe:Simili ai MINI computer ma molto pi ù potenti. Consentono di gestire
moltissimi utenti (che accedono tramite terminali). Usati in ban che e grosse aziende
• Supercalcolatori: Utilizzati per pesanti elaborazioni scientifiche. Costo
elevatissimo
•Elaboratori paralleli: hanno più processori che svolgono diversi compiti
parallelamente. Usati in ambienti scientifici
• CONSIDERAZIONE: Micro, Mini calc. Ormai in disuso. Mainframe solo in
banche e grosse aziende. Si stanno diffondendo PC in RETE.
Multitasking
Capacità di un elaboratore di servire più lavori
(task), dando a ciascuno l ’impressione di
utilizzare la macchina reale e mettendo invece a
disposizione solo il servizio di una macchina
virtuale. Il multitasking simula quindi la presenza
di più elaboratori all’interno di uno stesso
sistema.
Multiutenza
Modalità in base alla quale più utenti collegati
possono contemporaneamente contendersi
l’uso delle risorse del sistema.
Terminali
Posti di lavoro privi di capacit à di calcolo
autonoma; si differenziano dai PC che,
connessi in un sistema complesso tipico delle
architetture più recenti, diventano a loro volta
terminali “intelligenti” di un elaboratore
centrale.
Supercalcolatori
Elaboratori molto potenti, progettati per
raggiungere altissime velocit à. Sono dispositivi
dotati di più unità centrali e si basano su
particolari architetture parallele ; vengono
utilizzati per specifici problemi, come nel settore
delle previsioni del tempo o in campo militare.
Mainframe
Questi sistemi vengono utilizzati dalle grandi
aziende, soprattutto quelle che si estendono
sul territorio, come le banche o le imprese di
assicurazioni, che hanno la necessit à di
conservare grosse moli di dati in un ’unica
sede, consentendo nel contempo a tutte le
proprie filiali di accedere agli archivi centrali.
Sono in grado di supportare migliaia di posti
di lavoro e capaci di memorizzare milioni di
byte.
Nella maggior parte dei casi, utilizzano le
linee di comunicazione ( reti) e sono collegati
anche a terminali remoti
Minicomputer
Sono in grado di eseguire sia il multitasking
che la multiprogrammazione e capaci di
supportare numerosi posti di lavoro.
Sono impiegati nelle aziende di piccole e
medie dimensioni.
Personal Computer
Elaboratore originariamente dedicato ad un solo
utente; grazie all’evoluzione dei sistemi operativi
(DOS, OS/2, Windows, Macintosh, etc.) sono in
grado di effettuare diversi livelli di multitasking.
In passato, i processi eseguiti in contemporanea
erano in ogni caso lanciati da un unico utente.
Desktop/Tower
Laptop/Notebook
PalmTop
PDA
( Palmare o Personal Digital Assistant)
Computer di dimensioni ridotte dotati di risorse
limitate e di un sistema operativo apposito, in
grado di connettersi ad altri computer
Hanno funzione di PIM (Personal Information
Management) fornendo funzioni come agenda,
lista task, calcolatrice, sveglia/allarme
Integrazione con telefonia mobile
Network Computer
Computer con risorse limitate che necessita di
un collegamento alla rete Internet per poter
funzionare.
Tentativo di creare computer semplici ed
economici adatti ad un modello di business Pay
per use
U.D. 5 : il software
Sistemi operativi
Software applicativi
Esempi in commercio
Il Software (1)
Con il termine software vengono identificati i programmi e la Documentazione
TIPI DI SOFTWARE:
•Programmi di Base: Sistemi Operativi, i Compilatori per linguaggi di programmazio ne
•Programmi Applicativi: elaboratori di testo, programmi per la grafica, videogiochi, e cc…
Il SISTEMA OPERATIVO
E’ essenziale per il funzionamento del PC:
• Comprende dei PROGRAMMI che permettono all ’utente di
comunicare con la macchina.
• Gestisce l’Hardware e i programmi che intendono utilizzarlo
S.O.
Il Sistema operativo si occupa di gestire:
- l’unità centrale
- la distribuzione della memoria fra pi ù programmi
- le unità di input/output
- le operazioni di lettura e scrittura sulle memorie di massa
Es. di S.O. Ms-Dos, Windows, Linux, Unix ,Aix, OS2 ecc…
I primi S.O., di tipo testuale, erano in grado di eseguire un
programma alla volta(programma utente).
Un s.o. si dice testuale quando l ’attivazione di un programma è
subordinata alla digitazione da parte dell ’utente di un comando
mnemonico ben preciso.
Il Software (2)
Funzioni principale del Sistema Operativo:
• Programmi Inizializzazione del del sistema (controlli sullo sta to del sistema)
• Prg di Interprete dei comandi: programma che interpreta i coman di dell’utente.
- In ambiente grafico (GUI: Graphichs User Interface) click del mouse,
- In ambiente a SHELL (DOS, Linux) l’utente digita i comandi.
• Prg per il Controllo delle periferiche
• Prg di utilità: formattazione dischi, gestione dei files, ecc…
• Prg di diagnosi: Identificazione e segnalazione di errori (es. uso improprio della
memoria di sistema da parte di qualche applicativo)
OSS: la GUI: esempio WINDOWS.
Vantaggi: facilità d’uso, anche per inesperti
Il Software (3)
Il SOFTWARE APPLICATIVO
Comprende diversi programmi per soddisfare le esigenze di una va sta utenza.
Tipi di applicativi più usati:
• WORD PROCESSOR: prg per videoscrittura ed elaborazione testi
• DATABASE: prg di raccolta dati per la gestione degli archivi
• SPREED-SHEET: prg “Fogli Elettronici” per la gestione di calcoli, grafici, analisi
dei dati, ecc…
• PRESENTAZIONE (Power point: quello che stiamo usando)
•Applicazioni MULTIMEDIALI (video e suoni)
• prg di tipo DIDATTICO EDUCATIVO
• prg di COMUNICAZIONE (navigazione, email, ecc…)\
Produzione del Software
1) Analisi: studio del mondo reale
2) Progettazione: costruzione schema senza entrare nei dettagli
3) Programmazione (implementazione): si stila il programma, si
implementano i dettagli
4) Testing: verifica programmata del corretto funzionamento del
software
UD 6: Comunicazione tra
computer
Reti informatiche
Topologie di rete
Internet
La posta elettronica
Reti Informatiche
Gli elaboratori elettronici possono essere collegati fra
loro per comunicare e condividere risorse (rete
informatica)
Per poter comunicare tutti i nodi parte della rete
devono concordare (ed adoperare) sulle “regole” da
seguire: PROTOCOLLI
La comunicazione avviene adoperando:
Cavo coassiale
Doppino telefonico
Fibra ottica
Onde radio a bassa frequenza
Microonde “terrestri”
Microonde satelittari
Wireless LAN (802.11, Bluetooth)
Mobile Computing
Le RETI Informatiche (1)
Si intende un insieme di macchine collegate e comunicanti tra lo ro
LAN (Local Area Network)
• Se i PC in rete sono dislocati in una stanza o in un edificio s i parla di LAN.
• Permettono di CONDIVIDERE elaboratori, risorse e dati.
Vantaggi : Risparmio di risorse, Maggiore sicurezza (replica dei dati), facilità di
comunicazione tra gli utenti in rete (lavoro di grupp o) , maggiore
potenza di calcolo
……….
Topologie di rete
Si riferiscono alla forma fisica del collegamento:
Multipunto or Bus
Punto-Punto
Stella
Anello
Mesh (Reticolare)
Multipunto or bus
Multipunto o Bus – tutti i dispositivi sono collegati ad un
mezzo condiviso (bus)
Punto-Punto
La topologia più semplice, consiste in un collegamento
diretto fra due computer
Stella
Gli elaboratori sono connessi a “stella” ad un dispositivo
centrale (concentratore)
Anello
Di solito i dati viaggiano in una sola direzione
Mesh
Questa (Reticolo)
architettura ha molti nodi connessi con diversi
collegamenti
Le RETI Informatiche (2)
WAN (Wide Area Network)
• Permettono di collegare Elaboratori e LAN dislocate in varie cit tà, regioni, nazioni o
continenti.
• INTERNET ne è un esempio (Anticamente ARPANET)
…
…
Rete Telefonica e Computer
Per collegare computer a grandi distanze occorre ricorrere a
infrastrutture già esistenti => RETE TELEFONICA
Per fare ciò possiamo utilizzare:
• linea COMMUTATA (PSDN o ISDN)
• linea DEDICATA
1) PSDN (Public Switched Data Network)
È la normale linea telefonica ANALOGICA che utilizziamo tramite m odem: Un
esempio d’uso è la connessione ad internet tramite Modem
2) ISDN (Integrated Service Digital Network)
•
E’ una rete DIGITALE che offre contemporaneamente pi ù servizi: (ad esempio, il
telefono, la trasmissione dati, l'accesso a videoteche in rete, il teleacquisto, la
videoconferenza, ecc…)
•
Offre 2 linee a 64 KB/s: una per il telefono e l ’altra ad es. per collegarsi ad internet
3) ADSL(Asymmetrical Digital Subscriber Line): Linea ad alta velocità; si
chiama così perché utilizza velocità asimmetriche (downlink da 1,5-20 Mbps,
in Uplink da 640 Kbps a 2 Mbps). Occorre un Modem ADSL
Via Satellite
Oltre che i cavi si possono utilizzare i satelliti per collegare reti e pc
Possibili usi:
1) Scheda nel PC per ricezione ad alta velocit à
2) I Satelliti come DORSALI
Dorsali
Allo scopo di permettere a grosse quantit à di dati di percorrere facilmente
lunghi tratti (ad esempio la traversata oceanica), sono inoltre stati
predisposti dei tratti di rete speciali, detti dorsali (o backbones), che
collegano tra loro punti molto distanti con un mezzo fisico (che può essere
un cavo, ma anche un ponte via satellite!) capace di trasportare
velocemente grandi quantità di dati
La Posta Elettronica (email)
Sono messaggi elettronici che possiamo inviare dal nostro PC ad un
destinatario anch’esso nella rete
Cosa serve?
1) Essere collegati ad internet (tramite Modem o da rete locale)
2) Avere un indirizzo di posta elettronica (sia Mittente che destin atario)
Occorre registrarsi presso un sito che offre spazio di posta (no rmalmente chi ci
offre l’accesso ad internet). Saremo cosi titolari di un nostro indirizz o di email,
unico in internet: ad esempio nel sito TISCALINET ho registrato il mio.
Possiamo avere più indirizzi di email: [email protected]
3) Avere un programma (non è essenziale) per la gestione delle Email
Dal sito TISCALINET, inserendo USER ID (identificativo: FCANTARO ) e
PASSWORD, posso controllare chi mi ha scritto e posso inviare email.
Se uso un programma sul mio PC (es. OUTLOOK) occorre configurarl o.
Vedremo meglio nel modulo 7
Caratteristiche della e -mail
- Trasferimento dei messaggi inviati in tempi brevissimi,
indipendentemente dalla distanza.
- Costo praticamente nullo
- Possibilità di allegare e trasmettere oltre ai messaggi anche
documenti, immagini, suoni programmi.
- I messaggi ricevuti vengono memorizzati nella casella di posta
elettronica avendo la possibilit à di leggerle sia attraverso
programmi tipo outlook o anche attraverso il browser ( WebMail)
da qualsiasi punto nel mondo
- Invio dello stesso messaggio a piú utenti contemporaneamente
Svantaggi:
- pericolo trasmissione virus
- possibilità che terzi intercettino i messaggi trasmessi
INTERNET
E’ un insieme di Calcolatori e LAN eterogenee collegate in rete: d a
qui “RETE DELLE RETI”
Originariamente era ARPANET, nata in casi di emergenza nel
periodo della guerra fredda
USI di INTERNET
Sono innumerevoli: posta elettronica, Comunit à virtuali (chat, newsgroup, mailing
list), Aste on line, Scaricare Software e Dispense, telelavoro, Siti personali e
aziendali, Corsi di formazione online, Commercio Elettronico, Se rvizi Pubblici (es.
pagare tasse, bollette, iscriversi all ’Università), ecc…
Vantaggi Economici
Qualche esempio: se dovessi mandare 100 lettere per posta (qui E MAIL)? Per
parlare con 20 persone in Asia quanto mi costerebbe (qui CHAT)? Se dovessi fare
pubblicità ad un mio prodotto? Se volessi aprire un negozio quanto spender ei se non
avessi la casa e i mobili (qui e -commerce)? Ecc…
Internet
Definita la rete delle reti permette di collegare tra loro reti di
tipo diverso sparse nel mondo.
Evoluzione:
• introduzione della posta elettronica
• introduzione del concetto di ipertesto e pagine web
• definizione del protocollo TCP/IP: stabilisce le regole per la
trasmissione dei dati nella rete
Pagine web:
Si tratta di documenti che possono contenere testo, immagini,
suoni, filmati collegati tra loro attraverso i Link;
La struttura di pagine collegate fra loro secondo uno schema
non sequenziale viene denominato www (World Wide Web).
Le pagine web possono essere visualizzate attraverso un
software chiamato browser (Internet Explorer, Firefox, Opera,
Mosaic)
...internet
Usi principali di Internet
- posta elettronica
- Navigazione (protocollo HTTP) : possibilità di consultare
documenti ipertestuali attraverso i link presenti in uno di essi
- ricerca di informazioni attraverso i motori di ricerca: un
motore di ricerca é un programma che cerca nella rete
documenti a partire da delle parole usate come chiavi
- trasferimento di file (protocollo FTP)
- NewsGrop, forum e chat
- E-commerce: un utente può acquistare attraverso il suo
browser, pagando con carta di credito e scegliendo attraverso
delle vetrine virtuali.
Internet, Intranet ed Extranet
Internet rete di reti interconnesse
Intranet rete aziendale (o comunque privata) che
fornisce servizi “Internet” per i nodi connessi
Extranet servizi “Internet” forniti dalla rete Intranet
accessibili (previa autenticazione ed autorizzazione) da
altri nodi di Internet non nella Intranet
Esercitazione (45 min – 1h)
03_Verifica_dopo_ud4 -Ud5_Ud61.doc
UD 7: il computer e la casa,
sicurezza e legalità
Possibili usi del pc
Sicurezza
Virus
Computer ed ergonomia
copyright
Il Computer e la casa
Possibili usi domestici:
• Video Scrittura
• Gestione Familiare
• hobbies e passatempo (io ci compongo musica)
• lavoro a domicilio
• internet e posta elettronica: Molte cose che spiego qui le ho t rovate in rete
• biglietti da visita
• preparazione del lavoro che serve in ufficio: ad esempio questa dispensa l’ho
fatta a casa
• Giochi per bambini e programmi istruttivi
• imparare l’inglese
•Commercio elettronico
• e molto altro…
Il computer nel lavoro
Tipiche applicazioni
• in ufficio: - Video scrittura (anziché la macchina da scrivere)
- Fogli elettronici: indispensabili ai ragionieri
- Database: es. archivi comunali o banche, inventari di magazzini
• pubblicità su internet
• uso didattico: presentazione, esempi di FISICA con applicazioni multimediali,ecc…
• In Industria: controllo dei processi industriali (es. FIAT, con trollo dei Robot), nonché
le cose su elencate
UOMO vs COMPUTER
Il Computer è uno strumento e come tale aiuta l ’uomo, non lo sostituisce. Il computer
non sa decidere, non ha emozioni, è stupido, però è veloce e preciso.
L’uomo sa progettare, comporre musica, inventare, creare. L ’uomo si serve del
Computer per facilitare i propri compiti e per avere l ’immensa memoria e velocità del
PC.
Il computer nella vita quotidiana
Lo usiamo e incontriamo ovunque:
• In biblioteca
• al supermercato
• dal meccanico
• in uffici pubblici e privati
• dal medico
• le SMART CARD: ormai sono ovunque. Bancomat, Skill Card, carte
di credito, ecc… Contengono un piccolo chip e memoria, cosi
verranno inseriti ad esempio i nostri dati personali e le materi e che
supererete ad esempio per l’ECDL.
• ecc…
IT (information Technology) e società
1) Società dell’informazione
2) Computer e ergonomia: Corretta posizione di schermo, tastiera
e sedia, illuminazione ambientale adeguata, pausa dopo 1 or a
• COMPUTER E SALUTE: collegamento sicuro dei cavi, Non ci
dev’essere sovraccarico, quanto detto nel punto 2).
Sicurezza dei dati
• Copie di backup in memoria di massa removibile
• problemi di privacy e uso delle password
• e se manca l’energia elettrica? Cosa succede ai nostri dati?
MALWARE
Virus
Worm (vermi)
Trojan horse
Backdoor
Spyware
Dialer
Hijacker
Rootkit
Rabbit
Uso dei Malware
(in particolare trojan e worm) utilizzati per
inviare grandi quantit à di email pubblicitarie
non richieste (spam)
per rubare dati personali, in particolare:
numeri di carte di credito, che potrebbero essere
rimasti salvati nella cache dei browser,
indirizzi email; quest'ultimi vengono solitamente
venduti agli spammer.
I Virus
• Non sono altro che dei PROGRAMMI
• Cosi come i Virus normali, essi contagiano il nostro PC: Da qua lche Floppy
infettato, da internet tramite email o scaricando files da internet, da CD, ecc..
Che danni provoca? Dipende dal virus
• Alcuni sono Virus innocui => solo paura
• Alcuni alterano solo qualche tipo di file
• Altri possono cancellare l’intero Hard Disk => perdita di tutti i nostri dati
Come difendersi
• Usare gli ANTIVIRUS
• Periodicamente BACKUP dei dati importanti
• utilizzare meno possibili floppy o CD di provenienza sconosciut a
•Scaricare files solo da Siti “Sicuri”, anche se la sicurezza assoluta non esiste
Quindi i Virus
• programmi che se eseguiti si diffondono (copia) in altri
programmi provocando delle vere e proprie “epidemie”.
• possono provocare danni notevoli, alterando la struttura
ed il contenuto di file, cambiando il contenuto del BIOS,
danneggiando fisicamente l ’hardware.
• programmi antivirus: Sfruttando la caratteristica che la
sequenza di istruzioni (impronta virale) che i virus
innestano nella parte di programma infetto è sempre la
stessa si riesce a riconoscerli e contrastarli attraverso
I Virus
• Si diffondono attraverso:
• scambio di programmi (.exe, .com, .ovr, .ovl,.sys,.doc,.xls) ,
• email
• scaricando files da internet
• Come difendersi
• ANTIVIRUS
• Periodicamente BACKUP dei dati importanti
• utilizzare meno possibili floppy o CD di provenienza sconosciut a
•Non eseguire programmi che non si conoscono
• Scaricare files solo da Siti “Sicuri”, anche se la sicurezza assoluta non
esiste
• Proteggere in scrittura dischetti con eseguibili o file di sist ema
• Non utilizzare server come postazione di lavoro
Virus e Macro
Nuova categoria di virus che sfruttano le numerose
falle dei programmi Microsoft
Adoperano il complesso linguaggio per scrivere Macro
Non “colpiscono” più solo gli eseguibili, ma anche
documenti
Si trasmettono attraverso il programma di posta
elettronica Outlook
Precauzioni
Aggiornare l’antivirus
Usare PDF e RTF quando possibile
NON usare Microsoft Outlook
Vermi (Worms)
hanno come scopo primario il blocco della
rete attraverso un anomalo uso delle risorse
non hanno bisogno di infettare altri file per
diffondersi
Tentano di replicarsi sfruttando per lo pi ù
Internet e le reti informatiche
Cavalli di Troia
software “normali” possono contenere
istruzioni dannose (invio di files, apertura di
backdoors)
vengono eseguite all'insaputa
dell'utilizzatore
Non possiedono funzioni di auto -replicazione =>
per diffondersi devono essere consapevolmente
inviati alla vittima
Backdoor
letteralmente "porta sul retro".
programmi che consentono un accesso non
autorizzato al sistema su cui sono in
esecuzione
diffondono in abbinamento ad un trojan o ad
un worm
Spyware
software usati per raccogliere informazioni
dal sistema => trasmetterle ad un
destinatario interessato
informazioni carpite:
abitudini di navigazione
password
chiavi crittografiche di un utente
Dialer
rischio per Dial-Up
modificando il numero telefonico chiamato
=> connessione predefinita con uno a
tariffazione speciale
Rabbit
programmi che esauriscono le risorse del
computer
creano copie di sé stessi (in memoria o su
disco) a grande velocit à
Copyright
• Il software è “un’opera dell’ingegno” ed è tutelato dalla legge sul
DIRITTO D’AUTORE (come la musica) => non va copiato per scopi
di lucro: si rischia la galera
• Anche se compro un Software non posso installarlo ovunque: si
comprano le LICENSE D’USO
• Anche scaricando dalla rete, molti software occorre successivam ente
comprarli
3 tipi di software:
• FREEWARE: completamente gratuito
• SHAREWARE: gratuito per un periodo di prova
• Da comprare, eheheh
Computer ed Ergonomia
Il Decreto Legislatvo della Legge 626/1994 si occupa della protezione
dei lavoratori contro i rischi da lavori ai videoterminali.
Il lavoro al computer, e lo stare seduti per molte ore davanti a l monitor,
fa si che i dischi intervertebrali siano sottoposti ad una compr essione pari
a 2 volte superiore rispetto alla posizione eretta.
Accorgimenti per migliorare le cose:
- utilizzare una sedia con giusto sostegno dorsale e regolabile i n altezza
- assumere una posizione con schiena eretta
- alternare lo stare seduti ad un po ’ di movimento
- regolare l'altezza della sedia in maniera che la coscia formi c on la
gamba un angolo retto.
- inclinare il sedile della sedia leggermente in avanti
- regolare l'altezza del monitor in maniera tale che la parte alt a sia
allineata con gli occhi
..ergonomia
Per ridurre l'affaticamento della vista
- regolare luminosità e contrasto dello schermo
- illuminare l'ambiente con lampade antiriflesso ed usare piani e
pareti antiriflesso
- evitare l'illuminazione diretta del monitor
- impostare i parametri della scheda video in maniera da evitare
sfocature e sfarfallii
- utilizzare monitor e risoluzioni adeguate all' attivitá che si
svolge
Per evitare stress per mani polsi e braccia utilizzare dispositi vi
di input ergonomici
Computer
e
Salute
Gli elaboratori elettronici devono rispettare delle norme
concernenti la sicurezza. Si devono comunque osservare delle
precauzione a garanzia della salute di chi utilizza lo strumento :
- pulizia e manutenzione: deve essere fatta regolarmente e con
prodotti detergenti fatti appositamente
- In caso di incendio non utilizzare acqua per lo spegnimento
- Evitare cambi repentini di temperatura per non far formare
della condensa
- installare il p.c. in maniera che i cavi di alimentazione arriv ino
ai dispositivi comodamente
- evitare di installarlo vicino a fonti di calore o fonti
elettromagnetiche
- evitare, se non esperti, la rimozioni di coperchi e comunque
farlo a alimentazione scollegata, proteggendosi da eventuali
cariche elettrostatiche
Sicurezza dei dati
- Backup
- Protezione
- Perdita di dati
Backup
Tutti i dispositivi di un p.c. possono essere soggetti a guasti.
Questo, come anche la cancellazione accidentale di file, causa
perdita di dati. E’ buona norma pertanto fare periodicamente
delle copie dei dati; tale operazione prende il nome di Backup.
In genere tali copie vengono effettuate su supporti rimovibili
che poi si archiviano in luoghi sicuri.
L’operazione di ripristino di dati da copie di backup prende il
nome di Restore.
…sicurezza
Protezione
Per evitare che persone non autorizzate possano accedere ad
informazioni riservate e memorizzate su p.c., è possibile
utilizzare un Ideintificato Utente (username) e una parola di
accesso denominata password.
Perdita di dati
Quando si lavora al computer, l ’interruzione di energia elettrica
provoca la perdita di tutti i dati presenti in memoria centrale
(RAM). Per proteggersi da questi inconveniente, ed anche da
eventuali sovratensioni, si può utilizzare uno strumento
chiamato gruppo di continuità che si connette direttamente
alla rete elettrica e ad esso si connette il p.c. In caso di
interruzione garantisce quei minuti necessari ad effettuare il
salvataggio dei dati e spegnere in maniera normale il p.c.
Copyright
La pirateria oltre che per i prodotti musicali
esiste anche per il software.
Infatti tutte le software house tutelano il loro
diritto a impedire la copiatura dei loro
programmi. Esiste per altro una normativa
europea che, considerando software come
opera dell’ingegno, riconosce il diritto d ’autore
a chi lo sviluppa.
Software e diritti di autore
Il software è tutelato dalle leggi sul diritto
di autore e sul copyright
NON è possibile riprodurre e
distribuire il Software senza il
consenso dell’autore
Politiche di licensing:
1.
2.
3.
4.
A pagamento (commerciale)
Freeware, libera distribuzione ma i proprietari
mantengono comuqneu i diritti.
Shareware, a prova per un periodo limitato di
tempo dopodichè occorre pagare la licenza
d’uso.
Copyleft/Open Source (GPL, BSD, etc…)
LICENZE D'USO
Il software utilizzato sui calcolatori può essere classificato a nche il base al
tipo di licenza d'uso:
Software commerciale : software sviluppato da un'azienda allo scopo
di guadagnare dal suo uso. Ad esempio gran parte software Micros oft
(Windows , MS Office, VisualStudio, ecc) e' commerciale.
Freeware e Shareware : Software distribuito senza codice sorgente e
che può essere ridistribuito (tipicamente via Internet).
Il Freeware non prevede costi nell'utilizzo . La licenza Freeware viene molto
utilizzata dalle aziende come manovra per vendere software comme rciale
(versione “Professional”) propagandato mediante la distribuzione Freeware
di una versione con caratteristiche limitate (spesso denominata “Light”). Ad
esempio Acrobat e' software commerciale, mentre “Acrobat Reader”
(permette solo la lettura di documenti PDF) e' Freeware
Lo Shareware impone un costo per il suo uso dopo un periodo di prova..
Open Source: sotto questo nome si intendono diversi tipi di licenze che
hanno però il comune obiettivo di diffondere liberamente lo scam bio di
idee e informazioni e vengono quindi utilizzate prevalentemente negli
ambiti scientifici per software senza fini di lucro. Le regole p rincipali
sono: il software deve essere libero, deve includere il codice sorgent e
(Open Source) e deve essere modificabile e ridistribuibile .
Privacy
La tutela dei dati personali e la relativa legge sulla privacy (n.
675 del 31 Dicembre 1996 ) coinvolge il mondo di internet ed in
generale della ICT per la grande mole di informazioni che negli
anni i database e le banche dati hanno raccolto.
La suddetta legge ha introdotto il principio secondo cui
l’utilizzazione di dati personali può avvenire esclusivamente
con il consenso della persona fisica e/o giuridici interessata, e
sempre dopo aver specificato lo scopo ed il metodo con cui i
dati verranno trattati.
Test Finale (1h)
04_Verifica_fine_modulo_1.doc
