Slides iniziali di teoria

Concetti di base
Conoscenze di base
della
Tecnologia dell’Informazione
Verino de Simone
Concetti di base
Per iniziare
Hardware, Software e
Information Technology
Componenti di base di un
personal computer
Verino de Simone
Concetti di base
1.1.1
Information Technology
Hardware
Software
Verino de Simone
Concetti di base
Infomation Tecnology (IT)
“gestione dei dati e delle informazioni”
Insieme delle tecnologie che permettono di
Verino de Simone

progettare

realizzare

utilizzare
i sistemi per l’elaborazione
elettronica dell’informazione
Concetti di base
Infomation and Comunication
Tecnology (ICT)
Integrazione della tecnologie
dell’informazione con i sistemi di
telecomunicazione
Verino de Simone
Concetti di base
Infomation Tecnology (IT)
I sistemi per la
“gestione dei dati e delle informazioni”
sono formati
da una parte fisica (hardware)
e da una parte logica (software)
Verino de Simone
Concetti di base
Hardware = "parte solida"
“parte meccanica” formata da
tutti i dispositivi elettrici, elettronici e
meccanici del computer
(circuiti elettrici ed elettronici, cavi,
supporti, monitor, stampante, e in
generale tutto ciò che si può toccare
materialmente)
Verino de Simone
Concetti di base
Software = “parte soffice”
tutti i programmi, i dati e i
documenti che stabiliscono le
procedure di funzionamento della
macchina e che si trovano registrati
sui dischi o nella memoria.
Verino de Simone
Concetti di base
1.1.3
Componenti di base di un PC
Verino de Simone
Concetti di base
Il Personal Computer
Verino de Simone
Il cuore del Personal Computer è
costituito da una scatola (CASE) nella
quale sono alloggiati:
Concetti di base
MOTHERBOARD
 CPU
 La Memoria Centrale
 L’Hard disk
 Il lettore CD
 Le memorie esterne

Verino de Simone
Concetti di base
Struttura di un PC
Memoria
Verino de Simone
Unità di
Unità centrale di
elaborazione (CPU) Input e
Output
Concetti di base
Scheda madre (Motherboard)
La scheda madre fa da supporto e connessione
per tutti i componenti interni del computer e
contiene inoltre una serie di circuiti (chipset,
cache, BIOS) adibiti al controllo delle varie parti.
Verino de Simone
Concetti di base
Sulla scheda madre si inseriscono come
componenti separati il microprocessore, la RAM
e le varie schede di espansione; vi si trovano
inoltre le prese per il collegamento dell’ hard disk
e dei drive per i dischi mobili (floppy e CD).
Verino de Simone
Concetti di base
BUS di sistema
È una “linea di
comunicazione”
che collega tutti gli
elementi funzionali.
Verino de Simone
Gli impulsi elettrici sulla motherboard viaggiano
su piste di rame.
Se la CPU è il “cervello”, i bus rappresentano il
“sistema nervoso” della scheda madre
Il BUS di sistema è definito da un valore (16, 64,
o 128) che misura il numero di bit che possono
essere trasferiti contemporaneamente.
Concetti di base
1.2
HARDWARE
Verino de Simone
Concetti di base
1.1.3
Microprocessore
Contiene la CPU (Central Process Unit o
Unità centrale di elaborazione UCE, che è il
nucleo del computer) e i circuiti di controllo.
Si tratta del componente che esegue le
istruzioni dei vari programmi e sovrintende al
funzionamento dell’intera macchina.
Verino de Simone
Concetti di base
CPU (Central Processing Unit)
Il processore è il cervello del personal
computer.
Esegue milioni di operazioni al secondo
e il suo compito è occuparsi di tutte le
operazioni richieste dalle applicazioni e
dal sistema operativo.
E' installato su uno speciale zoccolo
saldato sulla scheda madre detto socket
Verino de Simone
Concetti di base
Le componenti principali della CPU sono:
Unità di controllo (CU = Control Unit):
prende le istruzioni e i dati dalla memoria,
decodifica le istruzioni, comanda la ALU,
scrive i risultati in memoria.
ALU (Arithmetic Logic Unit) esegue le
operazioni aritmetiche e logiche:
Operazioni aritmetiche A+B, A*B, A-B, A/B
Operazioni logiche A<B, A>B, A=B, …
Verino de Simone
Concetti di base
1.1.3
La velocità del microprocessore (clock) si
misura in MegaHertz (MHz, ovvero milioni di
impulsi per secondo) o in GigaHertz (GHz,
miliardi di impulsi per secondo).
I processori più potenti funzionano a oltre 2
GHz, ciò significa che sono in grado di
compiere più di 2 miliardi di operazioni
elementari ogni secondo.
Verino de Simone
Concetti di base
1.1.3
Memoria RAM
(Random Access Memory): è la memoria
dove vengono conservati i dati in corso di
elaborazione (i documenti aperti) e le
istruzioni del programma in esecuzione.
Si tratta di una memoria temporanea che si
cancella completamente quando si spegne il
computer.
Verino de Simone
Concetti di base
1.1.3
I documenti che si creano lavorando al
computer (per esempio scrivendo un testo)
vengono posti all'interno della RAM e sono
trasferiti sul disco fisso (memoria permanente)
solo quando l'utente ne richiede
espressamente il salvataggio.
Per questo motivo, se salta la corrente mentre
si sta ancora lavorando, tutto il lavoro fatto
dopo l'ultimo salvataggio viene
irrimediabilmente perduto con lo svuotamento
della RAM.
Verino de Simone
Concetti di base
1.1.3
La capacità della RAM e la velocità del
microprocessore sono i due parametri che
influiscono maggiormente sulle prestazioni
della macchina.
Verino de Simone
Concetti di base
Memoria ROM
(Read Only Memory):
è una memoria permanente di sola
lettura in cui vengono registrate le
informazioni fisse, come ad esempio
tabelle di conversione di codici o le
istruzioni del programma di avviamento
(boot) che si attiva all'accensione della
macchina.
Verino de Simone
Concetti di base
1.2.2
Dispositivi periferici di
Input/Output
Verino de Simone
PC
scanner
microfono
stampante
Input
Output
mouse
Casse
acustiche
tastiera
cd, dvd
video
Concetti di base
Tutti i dispositivi che mettono in
comunicazione il computer con l’esterno
sono detti Periferiche.
Le periferiche sono di tre tipi:
• Di input (il mouse e la tastiera)
• Di output (il monitor e le casse audio)
• Di input/output (i dischi fissi)
Verino de Simone
Concetti di base
I dispositivi di input più comuni sono:
Tastiera,
Mouse,
Scanner
Trackball
Touchpad
joystick
Verino de Simone
Modem
(o collegamento diretto alla rete)
Concetti di base
I dispositivi di output più comuni sono:
Monitor,
Stampante
Plotter
Casse audio
Masterizzatore
Verino de Simone
Concetti di base
Alcuni dei dispositivi di I/O,
richiedono la presenza di
una scheda d’espansione
inserita all’interno del
computer.
Ad esempio il monitor
richiede solitamente la
presenza di una scheda
video, le casse richiedono
una scheda audio, ecc.
Verino de Simone
Concetti di base
La tastiera

immissione dati

layout QWERTY
 Avanzata
tasto ESC
(101 tasti)
tasti funzione
canc/del spie luminose
frecce
Verino de Simone
tastierino
numerico
Concetti di base
tasto ESC
backspace
barra spaziatrice
CTRL
Verino de Simone
ALT
invio/enter
Concetti di base
Monitor
dimensione

14-21 pollici, verticali o orizzontali
risoluzione
640x480,
1280x1024
Verino de Simone
800x600, 1024x768,
Concetti di base
 La
superficie
visualizzata sul video
può essere immaginata
come una matrice
bidimensionale di punti
chiamati pixel

Verino de Simone
pixel= picture elements
Un pixel è la più piccola unità dello
schermo che può essere controllata e
alla quale possa essere assegnato un
determinato colore
Concetti di base
Verino de Simone

Dimensione dei punti (o dot-pitch) si misura
come la distanza tra i centri di due pixel adiacenti.
 fornisce una misura della nitidezza

Risoluzione: la quantità di punti che possono
essere visualizzati su un video
 a parità di dimensione del video maggiore è la
risoluzione e più fine è il livello di dettaglio

Frequenza di aggiornamento: quante volte al
secondo vengono aggiornati i pixel per
conservarne la luminosità.
 Di solito è dalle 40-100 volte al secondo.
Concetti di base
Stampanti


Verino de Simone
A getto d’inchiostro
 stampe di qualità elevata
 risoluzione: tra 300 e 2400 dpi
 stampa a colori
Laser
 raggio laser
 risoluzione: da 300 a 2400 dpi
 stampe di qualità molto elevata
 font residenti
Concetti di base
Verino de Simone

SCANNER
 Dispositivo in grado di convertire testo e
illustrazioni nel formato del computer
 illustrazione -> immagine
 testo -> OCR

PLOTTER
 Disegna linee per mezzo di pennini
 linee continue al posto di serie compatte di
punti
 spesso in combinazione con i sistemi CAD
Modem
Concetti di base
MOdulator-DEModulator
 trasmissione dati sulle linee telefoniche
 conversione da digitale ad analogico
 un’interfaccia (RS-232), diversi protocolli
(ad esempio, V.90)
 anche il fax è un modem
Caratteristiche del modem
 protocollo di trasmissione
 velocità (da 300 a 56600 bps)
 fonia/dati
 risposta automatica
 compressione dati


Verino de Simone
39
Concetti di base
Concetti di base della tecnologia
dell’informazione
1.4 Software
Verino de Simone
40
Concetti di base
Un Software è un programma scritto in un
linguaggio adatto ad essere compreso dalla
CPU.
Esso contiene le istruzioni che vengono
eseguite dal processore permettendo al
computer di eseguire determinate funzionalità.
Verino de Simone
41
Concetti di base
1.4.1 Tipi di software
1.Software di
sistema
Gestisce le
risorse hardware
del computer e il
loro utilizzo.
Verino de Simone
2. Software
applicativo
Sono
programmi che
permettono di
scrivere,
comunicare,
disegnare, fare
musica,
manipolare
immagini e video,
ecc.
42
Concetti di base
Del software di sistema fanno parte i
programmi di boot forniti dai produttori di
computer (che servono ad avviare la
macchina) e il Sistema Operativo che
gestisce le applicazioni e le periferiche del
computer.
In altri termini il sistema operativo ha il
compito di comprendere le istruzioni delle
applicazioni e comandare al processore e
alle periferiche quel che devono fare.
Il s.o. è l'interfaccia che permette la
comunicazione fra uomo e macchina.
Verino de Simone
43
Concetti di base
1.4.2 Il Sistema Operativo
Verino de Simone
44
Concetti di base
Un Sistema Operativo e' un insieme di
programmi che servono a gestire le
attività fondamentali di un computer.
•Lettura o scrittura di file
•Caricamento ed esecuzione di programmi
•Gestione della Memoria
•Gestione dei dispositivi di Input/Output
•Comunicazione tra calcolatori (Rete)
•Gestione degli Utenti
Verino de Simone
45
Concetti di base
MICROSOFT Windows

OSF/1
“Un
Verino de Simone
SO funziona da
intermediario fra l'utente e
l'Hardware, con lo scopo di
fornire un ambiente nel
quale l'utente possa
eseguire i programmi in
maniera conveniente ed
efficiente.”
46
Concetti di base
Un SO è generalmente composto dai
seguenti elementi :
• Nucleo (kernel)
• File System
• Gestione Memoria
• Interfaccia utente
• Programmi di sistema
Verino de Simone
47
Concetti di base
Nucleo (kernel)
Costituito da quei programmi che
realizzano le funzioni più critiche e più
vicine all’hardware come:
• Operazioni di I/O,
• Gestione dei programmi “basali”,
• Gestione del controllo dei processi
Verino de Simone
48
Concetti di base
File System
 E’ la parte del s.o. che definisce le
politiche di gestione e organizzazione
dei supporti di memorizzazione.
Consente all'utente di organizzare le
informazioni contenute nelle memorie
di massa servendosi di strutture
logiche (directory).
Verino de Simone
49
Concetti di base
Interfaccia utente e Programmi di sistema
Manipolazione (visuale) ed
amichevole di file e directory,
Informazioni sullo stato,
Caricamento ed esecuzione di
programmi
Programmi di utilità (editor,
formattatori di testo, ecc.)
Verino de Simone
50
Concetti di base
Ogni sistema operativo ha una sua
interfaccia, cioè un modo per comunicare
con l'utente in modo da impartire al computer
i comandi per farlo funzionare.
Verino de Simone
51
Concetti di base
Nel vecchio sistema operativo MS - D.O.S.
l'interfaccia è a caratteri, cioè su uno
schermo nero occorre digitare i comandi (ad
esempio il comando di formattazione di un
dischetto o di lettura del contenuto di un file
etc.), in modo sintatticamente corretto
altrimenti si ha un errore.
Questa interfaccia è ormai superata.
Verino de Simone
52
Concetti di base
Verino de Simone
53
Concetti di base
Quando Apple inventò il mouse si diffuse il
sistema operativo a interfaccia grafica
(GUI Graphical User Interface), in cui i
comandi vengono impartiti mediante
pressione di un pulsante che agisce su un
cursore che si muove sullo schermo sul quale
sono presenti icone grafiche.
Windows è un sistema a interfaccia grafica.
Verino de Simone
54
Concetti di base
Vantaggi della GUI:

– gli oggetti non sono
rappresentati mediante
righe di testo (come nelle
schermate DOS), ma
mediante immagini.
Verino de Simone
55
Concetti di base
– l’utente non dialoga con il
sistema utilizzando un
linguaggio di comandi
(scrivendo delle parole sullo
schermo e premendo Invio)
ma tramite il mouse
(puntando oggetti e facendo
clic)
Verino de Simone
56
Concetti di base
• In particolare, i file e le
cartelle sono rappresentati
mediante particolari
immagini dette “icone”.
•File di tipo diverso
(estensione diversa)
vengono visualizzati con
una diversa icona.
Verino de Simone
57
Concetti di base
Riepilogo funzioni del SO
Programmi
applicativi
Editor
Programmi
utente
Tools
Librerie
Interfaccia utente
Gestore files
Gestore memoria
Gestore I/O
Nucleo (kernel)
Verino de Simone
58
Concetti di base
1.4.3 Software applicativo
Verino de Simone
59
Concetti di base





Verino de Simone
Programmi di elaborazione testi (Word,...)
 creazione, modifica e stampa di un
documento, di un ipertesto, ...
Foglio elettronico (Excel, Lotus, ...)
 tabella di valori disposti in righe e colonne
Database (Access, Oracle)
 sistema di archiviazione elettronico
Presentazioni multimediali (Powerpoint,
Illuminatus, Acrobat, ...)
 creazione di immagini per diapositive e
prospetti
Desktop publishing (Publisher, X-Press, ...)
 Creazione di pubblicazioni (giornali, libri,
volantini, brochure, ecc.)
60
Concetti di base

Programmi di Sviluppo
Programmi per la creazione di applicazioni
Interpreti, Compilatori (Java, C, C++,
Fortran, Pascal, ….)
 HTML (HyperText Markup Language)
 linguaggio usato per creare documenti
per Internet
 documenti visualizzati con i browser
(Netscape, Explorer)
 JavaScript: per aggiungere un contenuto
dinamico alle pagine Web

Verino de Simone
61
Concetti di base
Programmi di Utilità
Compressione (Winzip),
 Browser (Explorer,Netscape, Opera, ...)
 Antivirus (Norton,Panda, ....)
 ....

Verino de Simone
62
Concetti di base
1.4.4 Sviluppo del software
Verino de Simone
63
Concetti di base
Produrre software non è cosa
semplice (in termini di risorse umane
e materiali) e occorre attivare un
percorso che va dalla progettazione,
alla produzione, alla documentazione
e alla manutenzione del programma
prodotto (ciclo di vita del software)
Il ciclo di vita del software consiste in:
Verino de Simone
64
Concetti di base
1. Definizione dei requisiti (esigenze dell‘
utente, vincoli e risorse esistenti).
2. Analisi (definire il cosa fare).
3. Disegno (definire il come fare).
4. Implementazione (definire in dettaglio la
soluzione verso il computer).
5. Testing (definire i dati di prova)
6. Controllo qualità (valutare, attraverso i test,
la "qualità" del prodotto)
Verino de Simone
7. Manutenzione (modificare e accrescere le
funzionalità preesistenti sulla base di nuovi
bisogni)
Concetti di base
1.3
Dispositivi di memoria
1.3.1 Memorie di massa
1.3.2 Memoria veloce
1.3.3 Capacità di memoria
1.3.4 Prestazioni del computer
Verino de Simone
1.3.1
Concetti di base
Memorie di massa
Sono particolari unità periferiche di
Input e Output, dove possono
essere registrati in modo
permanente i dati.
Verino de Simone
1.3.1
Concetti di base
Si distinguono per:
• Capacità:
quante informazioni può contenere
• Accesso ai dati:
con quale tecnica accede ai dati
• Velocità
• Costo
• Mobilità
• Tecnologia:
ottica, magnetica, elettronica
Verino de Simone
Concetti di base
Hard Disk
Chiamato anche Disco Fisso.
E’ la memoria permanente del
computer, in cui si conservano tutti i
documenti, i dati e i programmi.
Viene usato come memoria di
immagazzinamento (memoria di
massa).
Verino de Simone
1.3.1
Concetti di base
Ha elevata capacità
di memorizzazione: GB
Tempo di accesso: ms
Velocità rotazione: rpm
Memoria di tipo magnetica
Verino de Simone
1.3.1
Concetti di base
E’ formato da un certo
numero di piatti rotanti
dotati, su ogni faccia, di
una testina di lettura
scrittura.
Verino de Simone
1.3.1
Concetti di base
CD-ROM
E’ un disco ottico (diametro 12 cm) con alta capacità
di memorizzazione
La lettura dei dati avviene con una luce laser.
La sua capacità è di 650 Mb o 74’ (circa 450 floppy)
Verino de Simone
1.3.1
Concetti di base
CD-R
Ha caratteristiche simili al
cd ma può essere
registrato solo una volta
mediante un’unità
periferica: il masterizzatore
Verino de Simone
1.3.1
Concetti di base
CD-RW
Ha caratteristiche simili
al CD-R ma può essere
cancellato e registrato
fino a 1000 volte con il
masterizzatore.
Verino de Simone
1.3.1
Concetti di base
DVD
Digital Versatile Disk
E’ un disco di sola
lettura con grande
capacità di
memorizzazione usato
per giochi, musica e
filmati.
Oggi esiste la possibilità di scrivere i DVD
utilizzando un apposito masterizzatore.
Verino de Simone
1.3.1
Concetti di base
4,7 Gigabytes
8,5 Gigabytes
9,4 Gigabytes
17 Gigabytes
3340 floppy
Verino de Simone
6044 floppy
1.3.2
Concetti di base
Memoria veloce
RAM (random access memory)
E’ la sede obbligata dalla quale l’unità centrale di
elaborazione (CPU) estrae le istruzioni che
devono essere eseguite e i dati sui quali operare.
ROM (Read Only Memory)
E’ una memoria preregistrata e permanente che
conserva le informazioni che consentono al
computer di partire ed eseguire i vari programmi.
Verino de Simone
1.3.2
Concetti di base
RAM
Verino de Simone
Usata per la registrazione dei dati e delle istruzioni
del programma al momento della sua esecuzione.
I suoi requisiti sono :
 Di lettura scrittura
 Ha una capacità limitata
 E’ volatile
 Ha un costo elevato
 Accesso diretto ai dati – random (o casuale)
 Tecnologia per la memorizzazione:
elettronica
 Tempo di accesso ai dati: ns
1.3.2
Concetti di base
ROM
Viene utilizzata per la registrazione di un
programma particolare (FIRMWARE) che
permette l’esecuzione delle funzioni base del
BIOS (Basic Input Output System).




Verino de Simone
Le sue caratteristiche sono:
Memoria di sola lettura
Il contenuto non può essere modificato
Non è volatile
Non ha un costo elevato
1.3.2
Concetti di base
Capacità delle memorie
(unità di misura)
Il computer codifica tutte le informazioni
utilizzando una convenzione BINARIA, può
cioè operare con dati espressi utilizzando
solo due stati cioè assenza (0) o presenza
di corrente (1)
Il BIT rappresenta
lo stato dell’interruttore:
0 spento 1 acceso
Verino de Simone
Concetti di base
BIT:
(binary digit,
numero binario)
è la più piccola unità di
memorizzazione e può
assumere solo due valori:
0 ed 1.
Verino de Simone
Concetti di base
Verino de Simone
Se abbiamo a che fare con una scelta fra più di
due alternative useremo più di 1 bit!
Con 3 bit potremmo rappresentare tutti gli
stati possibili del semaforo.
Concetti di base
Con 8 bit, è possibile rappresentare la
scelta fra 256 alternative diverse (28=256)
da 00000000…
 …a 11111111

passando per tutte le combinazioni
intermedie (00000001, 00000010, …)
Verino de Simone
Concetti di base
Nel caso del semaforo, bastano 3 diverse
combinazioni di 3 bit per descrivere i tre stati
del semaforo.
Nel caso del testo, si
fanno corrispondere
diverse combinazioni
di 8 bit (otto cellette,
ciascuna delle quali
può contenere 0 o 1)
a caratteri diversi
Verino de Simone
Ad esempio:
 00000000  A
 00000001  B
 00000010  C
 00000011  D
 00000100  E
…. e così via
1.3.2
Concetti di base
Si può costruire una
TABELLA DI CODIFICA DEI
CARATTERI
che associ caratteri alfanumerici
a gruppi di 8 bit
Verino de Simone
BYTE: 8 BIT
Per la memorizzazione di un carattere
serve un byte.
Concetti di base
La più diffusa tabella di codifica dei caratteri a
8 bit si chiama ISO Latin1 ed è basata sulla
vecchia tabella ASCII ( a 7 bit)
(attenzione: le associazioni della tabella ISO Latin 1
sono diverse da quelle riportate prima come
esempio)
Verino de Simone
Concetti di base
Quindi una stringa di caratteri sarà
rappresentata dal computer come una
successione di gruppi di 8 bit
O G G I
01001111
Verino de Simone
01000111
01000111
01001001
P
00100000
01010000
I O V E
01001001
01001111
01010110
01000101
Concetti di base
Esempio di codifica ASCII
Il testo:
“Tradotto” (cioè cifrato) in ASCII (utilizzando tre
cifre per ogni numero; ad es.: 045,…) diventa:
078 101 108 000 109 101 122 122 111 000 100 101 108 000 099 097
109 109 105 110 000 100 105 000 110 111 115 116 114 097 000...
e rappresentato in aritmetica binaria (un byte per
lettera) diventa (limitandoci alle prime tre parole
dell’originale):
Verino de Simone
01001110 01100101 01101100 00000000 01101101 01100101 01111010
01111010 01101111 00000000 01100100 01100101 01101100 ...
1.3.3
Concetti di base
Capacità delle memorie
Le unità di misura dell’informazione utilizzate, in
ordine di grandezza crescente, sono:
il kilobyte
(Kb = 210 byte = 1.024 byte)
il megabyte
(Mb = 210 Kbyte = 1.048.576 byte),
il gigabyte
(Gb = 210 Mbyte = 1.073.741.824 byte)
Verino de Simone
1.3.2
Concetti di base
Prestazioni del computer
Dipendono da una serie di fattori:
Verino de Simone
1.
Velocità della CPU: ossia un numero di
istruzioni eseguite nell’unita’ di tempo
(MIPS).
2.
Dimensioni della RAM: se la memoria e’ di
dimensioni sufficiente a registrare l’intero
programma in elaborazione, la CPU trova
sempre i dati sulla memoria centrale.
1.3.2
Concetti di base
Verino de Simone
3.
Velocità della memoria di massa (Hard
Disk): le prestazioni aumentano con
l’aumentare della velocità di rotazione
(5400 rpm, 7200 rpm, 10000 rpm)
4.
Dispositivi per accelerare particolari tipi
di operazione: acceleratori grafici
5.
Utilizzo contemporaneo di più
programmi: può rallentare la velocità
elaborativa del sistema.