Presentazione INFO Futura [modalità compatibilità]

INFORMATICA DI BASE
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1. IL TRATTAMENTO
DELL’INFORMAZIONE
L'informatica (informazione automatica) o scienza
dell'informazione, è la scienza che studia il
TRATTAMENTO ELETTRONICO DELL'INFORMAZIONE,
cioè i metodi e gli strumenti che servono a
raccogliere, organizzare, elaborare, archiviare e
distribuire l'informazione.
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2. GLI STRUMENTI PER IL TRATTAMENTO
DELL’INFORMAZIONE
• I computer o ELABORATORI sono elementi
di questa classe perché sono strumenti fisici
(materiali) che consentono di elaborare le
informazioni.
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2. GLI STRUMENTI PER IL TRATTAMENTO
DELL’INFORMAZIONE
• Il computer (calcolatore elettronico o
elaboratore) è un dispositivo
programmabile in grado di svolgere compiti
diversi, elabora le informazioni eseguendo
una serie di istruzioni (o programma).
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2. GLI STRUMENTI PER IL TRATTAMENTO
DELL’INFORMAZIONE
• Il programma è un insieme di istruzioni,
espresse in un linguaggio comprensibile alla
macchina, ideate per la soluzione di un
problema.
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2. GLI STRUMENTI PER IL TRATTAMENTO
DELL’INFORMAZIONE
• Il computer è un sistema composto da varie
parti connesse tra loro, realizzato da
componenti elettronici (valvole, transistor,
microchip), che possono riconoscere ed
elaborare soltanto grandezze binarie (bit,
binary digit); in particolare l’informazione è
convertita in segnali numerici codificati
secondo un sistema binario.
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2. GLI STRUMENTI PER IL TRATTAMENTO
DELL’INFORMAZIONE
• In un elaboratore elettronico, a seconda di
come si tracciano i confini tra le varie parti
che lo costituiscono, si individuano
sottosistemi funzionali di natura diversa,
con l’interazione di parti fisiche (hardware)
e parti concettuali (software).
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2. GLI STRUMENTI PER IL TRATTAMENTO
DELL’INFORMAZIONE
• La caratteristica fondamentale è la proceduralità,
ossia il compito da svolgere deve essere descritto
alla macchina mediante una sequenza di
operazioni. Affinché il computer possa eseguire un
compito, gli deve essere fornito un programma (un
insieme di istruzioni che gli dica cosa fare un
istante dopo l’altro).
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2. GLI STRUMENTI PER IL TRATTAMENTO
DELL’INFORMAZIONE
• i dati e le istruzioni devono essere codificati
nello stesso formato, per poter essere
memorizzati nello stesso dispositivo.
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2. GLI STRUMENTI PER IL TRATTAMENTO
DELL’INFORMAZIONE
• Un computer riceve i dati e le istruzioni
mediante i dispositivi di ingresso/input, la
CPU li elabora e invia il risultato all’esterno
mediante i dispositivi di uscita/output.
• La memoria è utilizzata per la
memorizzazione dei dati e delle istruzioni.
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3. CLASSIFICAZIONE DEI COMPUTER
• I computer possono essere suddivisi in differenti tipologie:
• Supercomputer
•
Mainframe
•
Minicomputer Server
•
Microcomputer
•
Personal computer Desktop
•
Workstation
•
Dispositivi Portatili
•
Laptop o notebook PC Tablet PC
•
Pocket PC e Personal Digital Assistant (PDA)
•
Dispositivi di gioco
•
Telefoni cellulari
• Network computer
•
Terminali
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3. CLASSIFICAZIONE DEI COMPUTER
Supercomputer
• Molto costosi, con elevata potenza di calcolo,
utilizzati per applicazioni specializzate che
richiedono grosse quantità di calcoli; esempi
sono le previsioni meteorologiche, le attività
di animazione grafica, i calcoli di
fluidodinamica, le attività di ricerca in ambito
di energia nucleare, e simili.
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3. CLASSIFICAZIONE DEI COMPUTER
Mainframe
• Grossi computer con funzioni centralizzate di
elaborazione dati, utilizzati nelle aziende di
grandi dimensioni (banche, istituti finanziari,
borse, pubbliche amministrazioni). La differenza
tra un supercomputer e un mainframe consiste
nel fatto che il supercomputer concentra la sua
potenza di calcolo nell’esecuzione di pochi
programmi, con la maggiore velocità possibile,
mentre un mainframe esegue in modo
concorrente molti programmi.
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3. CLASSIFICAZIONE DEI COMPUTER
Minicomputer
• Computer meno potenti dei mainframe, di
dimensioni medie e che consentono l’accesso
simultaneo a molti utenti (multiutente). È
una tipologia di macchine che si collocano a
metà strada tra i mainframe multiutente e i
desktop monoutente, nel tempo si sono
trasformati e oggi corrispondono ai sistemi
dedicati alle applicazioni aziendali e ai server.
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3. CLASSIFICAZIONE DEI COMPUTER
Server
• Computer ad alte prestazioni ed elevata
affidabilità, che forniscono servizi a molti
utenti finali (altri PC, detti client).
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3. CLASSIFICAZIONE DEI COMPUTER
Microcomputer
• Sono macchine con un solo microprocessore
come unità centrale di elaborazione.
• Hanno dimensioni fisiche ridotte rispetto ai
mainframe e minicomputer e rappresentano
la più piccola delle quattro classi di computer
(supercomputer, mainframe e minicomputer).
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3. CLASSIFICAZIONE DEI COMPUTER
Personal computer
• Sono progettati per un utilizzo individuale e
comprendono le seguenti tipologie:
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3. CLASSIFICAZIONE DEI COMPUTER
Desktop
• Comunemente chiamati personal computer (PC)
o semplicemente PC, sono progettati come
dispositivi per utenti finali;
• supportano molte funzionalità e dispongono di
un’ampia varietà di modelli e periferiche, con
differenti tipologie di connessioni;
• sono utilizzati comunemente per eseguire
applicazioni di elaborazione di testi, foglio
elettronico e applicazioni di rete (posta
elettronica e navigazione web).
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3. CLASSIFICAZIONE DEI COMPUTER
Workstation.
• Computer ad elevate prestazioni, progettati
per applicazioni specializzate (per esempio
progetti di applicazioni grafiche 3-D,
animazioni video e simulazioni di realtà
virtuale).
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3. CLASSIFICAZIONE DEI COMPUTER
Dispositivi Portatili.
• Sono variabili per dimensioni, potenza e
prestazioni grafiche; comprendono:
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3. CLASSIFICAZIONE DEI COMPUTER
Laptop o notebook PC.
• Sono comparabili ai desktop per utilizzo e
potenza di calcolo ma, essendo dispositivi
portatili, sono più leggeri, con monitor,
tastiera e mouse integrati;
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3. CLASSIFICAZIONE DEI COMPUTER
Tablet PC.
• Computer contenuto in un singolo pannello;
la sua caratteristica distintiva è rappresentata
dal display di tipo touch screen, cioè un
display che consente di interagire con il
computer mediante le dita o una penna stilo;
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3. CLASSIFICAZIONE DEI COMPUTER
Pocket PC e Personal Digital Assistant (PDA).
• Hanno processore meno potente, memoria ridotta,
una tastiera e/o uno schermo touch-screen, con un
Sistema Operativo simile a quello dei PC; lo
schermo è più piccolo, con ridotte capacità di
visualizzazione; svolgono funzioni di rubrica,
calcolatrice, sveglia, browser, Client di posta e
GPS/navigatore. Spesso sono dotati di connettività
Bluetooth e via cavo USB;
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3. CLASSIFICAZIONE DEI COMPUTER
Telefoni cellulari e smartphone.
• I telefoni cellulari sono dispositivi che, oltre alla parte
ricetrasmittente, dispongono di una memoria dati, di un
processore per eseguire varie applicazioni e di un software
per gestire tali funzionalità.
• I telefoni di ultima generazione dispongono di un
microdiffusore integrato (per la riproduzione di musica), di
una radio integrata, di un chip per la connessione Wi- Fi, di
uno slot USB per collegare il cellulare al PC, di fotocamere,
etc.
• Gli “smartphone ” sono telefoni cellulari con funzioni da
PDA, da “tenere in mano”. Consentono di fare foto, accedere
ai documenti e alle e-mail, prendere appunti scritti o audio,
mostrare la TV.
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3. CLASSIFICAZIONE DEI COMPUTER
Dispositivi di gioco (o Console).
• Sono piccoli computer special purpose, ideati per
giocare, cioè per l’elaborazione di videogiochi;
possono essere "portatili" e "da tavolo". Sono dotati
di uno schermo di buona qualità e sono sempre più
potenti.
• Le console portatili sono dispositivi palmari di piccole
dimensioni, dotati di schermo a cristalli liquidi
(monocromatico o a colori), lettore di cartucce
elettroniche o dischi ottici, nelle quali si trova
memorizzato il programma, e sono alimentati a
batterie.
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3. CLASSIFICAZIONE DEI COMPUTER
• Le console "da tavolo" hanno dimensioni
maggiori, circuiteria più complessa (più simile a
quella dei personal computer), presenza di
connettori dove collegare periferiche, un cavo
per l'alimentazione e uno per la connessione ad
uno schermo televisivo.
• Le console differiscono dai personal computer
per la ridotta espandibilità, per la quasi nulla
disponibilità di applicazioni non dedicate
all'intrattenimento e per la facilità di utilizzo;
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3. CLASSIFICAZIONE DEI COMPUTER
Network computer
• È un computer ideato per un utilizzo esclusivo in
ambienti dotati di una connessione a una rete
telematica.
• Questo dispositivo non dispone di unità di
immagazzinamento (come hard disk o altro) poiché
il caricamento del sistema operativo e delle
applicazioni avviene esclusivamente mediante la
rete, così come il caricamento e il salvataggio dei
dati elaborati.
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3. CLASSIFICAZIONE DEI COMPUTER
•
•
•
•
Terminali
Dispositivi senza alcuna potenza di calcolo, collegati a
un server del quale utilizzano le varie funzionalità.
È un dispositivo hardware progettato per inserire dati
all'interno di un computer o di un sistema di
elaborazione e riceverli per la visualizzazione.
Per estensione, terminale è anche il nome di un
dispositivo equivalente realizzato dal sistema
operativo o mediante un emulatore software
(terminale virtuale).
Nell'ambito delle reti wireless il terminale
ricetrasmittente è noto come terminale mobile.
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4. IL CONCETTO DI INFORMAZIONE
INFORMAZIONE BINARIA
L’informazione è un’ entità astratta , quindi, affinché il
computer possa elaborarla per eseguire il compito
richiesto, è necessario che essa sia rappresentata
mediante grandezze fisiche concrete (una tensione, una
corrente o un flusso magnetico), compatibili con le unità
che compongono il calcolatore; in particolare, si
suddivide la grandezza fisica in più livelli discreti e,
associando a ciascun livello un simbolo diverso, si
ottiene un alfabeto.
Con l’ausilio di questo alfabeto è possibile esprimere e
trattare le informazioni.
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4. IL CONCETTO DI INFORMAZIONE
È necessario distinguere tra informazione e
supporto su cui essa è memorizzata e/ o
trasmessa
La relazione che intercorre tra di essi è molto
importante e l’insieme delle regole che ne
definiscono la corrispondenza costituisce la
base di un linguaggio.
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4. IL CONCETTO DI INFORMAZIONE
Codici binari
Nel computer l’informazione è memorizzata,
trasmessa e restituita all’esterno in “pacchetti” o
unità d’informazione, costituiti secondo una
struttura gerarchica, cioè ogni unità è definibile
mediante un insieme di unità di informazione di
livello più basso.
L’unità elementare di informazione è il bit (binary
digit) e può assumere solo due valori, 0 e 1 .
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5. STRUTTURA FISICA DELL’INFORMAZIONE
La struttura gerarchica delle unità fisiche di
informazione è la seguente:
Il bit , unità fondamentale in termini della
quale si struttura ogni altra informazione, può
assumere solo i valori 0 e 1 ;
tipicamente questi valori sono utilizzati per
rappresentare lo stato di un dispositivo digitale,
in particolare 0 rappresenta lo stato OFF
(spento) e 1 lo stato ON (acceso) .
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5. STRUTTURA FISICA DELL’INFORMAZIONE
il byte (B), struttura costituita da otto bit;
ordinariamente è la più piccola unità di
memorizzazione
digitale
presente
nei
computer;
è l’unità minima di misura per la
rappresentazione dei dati (un numero, un
carattere o un simbolo);
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5. STRUTTURA FISICA DELL’INFORMAZIONE
la parola (word), formata da un numero intero
di byte, è l’unità fondamentale di un
calcolatore;
infatti il canale di comunicazione fra processore
e memoria è largo una parola, i registri sono
lunghi una parola, la maggior parte delle
operazioni sono eseguite su parole.
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5. STRUTTURA FISICA DELL’INFORMAZIONE
il vettore, un insieme di byte o parole
consecutivi su cui è possibile operare in due
modi: singolarmente (cioè su ciascuno degli
elementi e in qualsiasi ordine) o in blocco;
lo stack di byte o parole, struttura
caratterizzata dal fatto che le operazioni
possono essere eseguite soltanto sull’ultimo o
sugli ultimi due elementi inseriti..
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5. STRUTTURA FISICA DELL’INFORMAZIONE
In generale i multipli del byte sono:
• il kilobyte (KB), costituito da 1024 byte (in media
corrisponde allo spazio necessario per memorizzare una
pagina di testo;
• il megabyte (MB), costituito da 1.048.576 byte (1024
Kilobyte), corrisponde a circa 1000 pagine di testo;
• il gigabyte (GB), costituito da 1.073.741.824 byte (1024
Megabyte), circa un milione di pagine di testo;
• il terabyte (TB), costituito da 1.099.511.627.776 byte
(1024 gigabyte), circa un miliardo di pagine di testo.
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6. LA CODIFICA DELL’INFORMAZIONE
Si chiama codifica l’operazione di scrittura
dell’informazione su un supporto fisico e
decodifica l’operazione inversa, ossia la lettura
dell’informazione dal supporto fisico.
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6. LA CODIFICA DELL’INFORMAZIONE
I computer adottano un alfabeto di due soli simboli,
l’alfabeto binario;
le informazioni da elaborare (dette dati di input o
dati in ingresso), espresse nel nostro alfabeto, sono
convertite in simboli dell’alfabeto binario e, in questa
forma, sono sottoposte alle varie fasi di elaborazione;
al termine, i risultati ottenuti in formato binario (dati
di output), sono riconvertiti nel nostro alfabeto.
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7. LA COMPONENTE HARDWERE
Con il termine hardware, si indica la parte fisica
di un computer, ovvero tutte quelle parti
elettroniche,
elettriche,
meccaniche,
magnetiche, ottiche che ne consentono il
funzionamento.
Più in generale il termine si riferisce a qualsiasi
componente fisico di una periferica o di una
apparecchiatura elettronica.
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8. ARCHITETTURA DEL CALCOLATORE (HARDWARE)
Per architettura hardware si intende l'insieme dei
criteri di progetto in base ai quali è progettato e
realizzato un computer, oppure un dispositivo
facente parte di esso.
Il termine è usato in riferimento alla
configurazione dei processori riconosciute come
soluzioni hardware; infatti risolvono le funzionalità
dei svilluppatori di softwere essendo dispositivi
dedicati che tramite i programmi eseguibili
caricano i softwere.
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8. ARCHITETTURA DEL CALCOLATORE (HARDWARE)
SCHEDA MADRE
La scheda madre è il componente principale di
un PC. Le sue dimensioni variano in base alla
tipologia d'appartenenza.
È dotata di circuiti integrati che hanno il
compito di collegare fra loro i componenti del
sistema.
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8. ARCHITETTURA DEL CALCOLATORE (HARDWARE)
SCHEDA MADRE
È responsabile dunque della trasmissione e
temporizzazione corretta di molte centinaia di segnali
diversi, tutti ad alta frequenza e sensibili ai disturbi, tra
processore e Ram, schede di espansione e periferiche
esterne attraverso i vari bus di sistema.
La sua buona realizzazione è quindi un fattore chiave
per le prestazioni e l'affidabilità dell'intero computer.
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8. ARCHITETTURA DEL CALCOLATORE (HARDWARE)
La scheda madre è una parte fondamentale di
un moderno personal computer: sotto forma di
scheda elettronica principale raccoglie in sé
tutta la circuiteria elettronica e i collegamenti
di interfaccia tra i vari componenti interni
principali del PC.
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8. ARCHITETTURA DEL CALCOLATORE (HARDWARE)
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8. ARCHITETTURA DEL CALCOLATORE (HARDWARE)
Alloggiati sulla scheda madre è possibile trovare:
• il processore (CPU)
• la memoria RAM,
• l'insieme di unità di memoria ROM che
contengono il BIOS,
• le schede grafiche e di rete.
Tutti i componenti collegati alla scheda madre
sono divisi tra il northbridge (o ponte nord) e il
southbridge (o ponte sud).
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8. ARCHITETTURA DEL CALCOLATORE (HARDWARE)
Il northbridge (dall'inglese ponte nord),
conosciuto anche come Memory Controller
Hub (MCH) o Host Bridge, costituisce, insieme
al Southbridge, la parte logica (chipset) di una
scheda madre.
Il northbridge è quindi il chip che mette in
relazione i vari bus collegati alla CPU e ai
dispositivi più veloci.
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8. ARCHITETTURA DEL CALCOLATORE (HARDWARE)
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8. ARCHITETTURA DEL CALCOLATORE (HARDWARE)
Il Chipset:
l'insieme di chip che si occupano di smistare e dirigere il
traffico di informazioni passante attraverso il Bus di
sistema, fra CPU, RAM e controller delle periferiche di
input/output (come Floppy disk, Hard disk ecc.).
Il chipset montato sulla scheda madre, viene dunque
separato in due parti: Southbridge e Northbridge;
sebbene ci siano delle istanze che collegano i due bridge
è comodo dividere in due parti il chipset per ridurre al
minimo effetti di collo di bottiglia.
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8. ARCHITETTURA DEL CALCOLATORE (HARDWARE)
Il Southbridge (chiamato anche ICH da I/O Controller Hub), è
un chip, che è parte del chipset, che implementa le capacità
più "lente" di una scheda madre come:
• il collegamento con i bus PCI e USB,
• i canali ATA, le porte seriali e parallele,
• il floppy disk e tutti i dispositivi esterni, in un'architettura
basata su un chipset northbrige/southbridge.
Generalmente il southbridge è legato alla CPU tramite il
northbridge, il quale invece dialoga direttamente con il
processore e la memoria RAM.
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8. ARCHITETTURA DEL CALCOLATORE (HARDWARE)
In generale, uno specifico chipset è progettato per
una determinata famiglia di processori e, qualora
debba occuparsi anche della gestione della
memoria, anche per una specifica tecnologia di
RAM;
• supporta quindi le velocità di Bus frontale (FSB) e
le velocità del Bus di memoria corrispondenti ai
processori e ai moduli di memoria.
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8. ARCHITETTURA DEL CALCOLATORE (HARDWARE)
La scheda madre è composta da un
circuito
stampato
estremamente
complesso, ricavato da un sandwich
di strati di vetronite e rame:
generalmente una scheda madre può
avere da quattro a sei strati di rame.
In questi sono ricavate le piste che
collegano i componenti, che devono
essere calcolate con molta cura.
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8. ARCHITETTURA DEL CALCOLATORE (HARDWARE)
Sul circuito stampato vengono saldati una serie
di circuiti integrati, di zoccoli e di connettori;
gli integrati più importanti sono il chipset che
svolge la gran parte del lavoro di interfaccia fra i
componenti principali e i bus di espansione, la
ROM (o PROM, EEPROM o simile),
il Socket per il processore e i connettori
necessari per il montaggio degli altri componenti
del PC e della espansione
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8. ARCHITETTURA DEL CALCOLATORE (HARDWARE)
I componenti di una scheda madre possono
variare a seconda di che tipo di computer si sta
considerando:
nel seguito di questa descrizione faremo
riferimento a una generica scheda madre per
personal computer.
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8. ARCHITETTURA DEL CALCOLATORE (HARDWARE)
Socket
(CPU),
è
una
parte
fondamentale del computer che
accoglie la CPU.
Il processore è saldato direttamente
sullo stampato.
Lo zoccolo (socket) può essere di tipo
PGA o LGA.
Nel caso di processori di tipo PGA, i
pin di interconnessione risiedono
sulla parte inferiore della CPU.
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8. ARCHITETTURA DEL CALCOLATORE (HARDWARE)
Se il socket è di tipo LGA (ovvero Land
Grid Array) i pin risiedono sul socket
ed è necessaria una piastra di
caricamento per tenere in posizione la
CPU dato che, a differenza delle CPU
PGA, non è tenuta in posizione dai
piedini che vanno ad incastrarsi nel
socket.
Esistono vari tipi di socket.
Per quanto riguarda i circuiti integrati,
variano a seconda della tipologia di
package.
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9. DISPOSITIVI PER LA MEMORIZZAZIONE
E LA TRASMISSIONE DELL’INFORMAZIONE
La RAM, acronimo dell'inglese Random
Access Memory ovvero memoria ad accesso
casuale, è un tipo di memoria volatile,
permette l'accesso diretto a qualunque
indirizzo di memoria con lo stesso tempo di
accesso.
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9. DISPOSITIVI PER LA MEMORIZZAZIONE
E LA TRASMISSIONE DELL’INFORMAZIONE
La memoria ad accesso casuale si affianca
ad altre tipologie di memoria come la
memoria ad accesso sequenziale e alla
memoria ad accesso diretto.
Per le sue caratteristiche viene utilizzata
come memoria primaria nei più comuni
computer.
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9. DISPOSITIVI PER LA MEMORIZZAZIONE
E LA TRASMISSIONE DELL’INFORMAZIONE
Le schede madri in commercio adottano slot
DDRAM, evoluzione delle precedenti SDRAM.
L'acronimo RAM identifica, anche, le schede
fisiche che vengono installate negli odierni
computer (vedi moduli DIMM, SIMM, SODIMM, etc..)
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9. DISPOSITIVI PER LA MEMORIZZAZIONE
E LA TRASMISSIONE DELL’INFORMAZIONE
Nelle SRAM, acronimo di Static Random
Access Memory, ovvero RAM statica ogni
cella è costituita da un latch realizzato da due
porte logiche.
Le celle sono disposte a matrice e l'accesso
avviene specificando la riga e la colonna.
Proprio per la loro bassa capienza, sono
solitamente usate per le memorie cache, dove
sono
necessarie
elevate
velocità
in
abbinamento a ridotti consumi e capienze
non troppo elevate (dell'ordine di pochi Mb).
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9. DISPOSITIVI PER LA MEMORIZZAZIONE
E LA TRASMISSIONE DELL’INFORMAZIONE
La DRAM, acronimo di Dynamic Random
Access Memory, ovvero ram dinamica, è
costituita - a livello concettuale - da un
transistor che separa un condensatore, il
quale mantiene l'informazione, dai fili di dati.
Le DRAM sono asincrone, ovvero l'accesso in
scrittura ed in lettura è comandato
direttamente dai segnali in ingresso al
contrario delle memorie sincrone in cui il
passaggio da uno stato all'altro è
sincronizzato ad un segnale di clock.
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9. DISPOSITIVI PER LA MEMORIZZAZIONE
E LA TRASMISSIONE DELL’INFORMAZIONE
La SDRAM, acronimo di Synchronous Dynamic
Random Access Memory, ovvero DRAM sincrone, si
differenzia dalla DRAM normale per il fatto che
l'accesso è sincrono, ovvero governato dal clock.
Tale segnale di clock temporizza e sincronizza le
operazioni di scambio di dati con il processore,
raggiungendo una alta velocità.
Tipicamente saldata in un modulo di tipo DIMM, è
normalmente impiegata come memoria principale
dei Personal Computer di tipo Pentium e successivi.
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9. DISPOSITIVI PER LA MEMORIZZAZIONE
E LA TRASMISSIONE DELL’INFORMAZIONE
La FeRAM, acronimo di Ferroelectric
Dynamic Random Access Memory, ha la
peculiarità di mantenere i dati senza l'ausilio
del refresh di sistema.
Utilizzano
un
materiale
denominato
ferroelettrico che ha la capacità di mantenere
la propria polarizzazione anche dopo esser
scollegato dalla fonte energetica.
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9. DISPOSITIVI PER LA MEMORIZZAZIONE
E LA TRASMISSIONE DELL’INFORMAZIONE
Un RAM disk non è altro che una porzione di
RAM utilizzata come se fosse un disco rigido,
col vantaggio di avere prestazioni in lettura e
scrittura enormemente più elevate, con tempi
di accesso significativamente migliori.
Un altro relativo vantaggio è la volatilità di
questo disco virtuale, che rende necessario
salvare i dati sui quali si è lavorato su una
memoria permanente per evitare la perdita di
questi
ultimi
allo
spegnimento
della
macchina.
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9. DISPOSITIVI PER LA MEMORIZZAZIONE
E LA TRASMISSIONE DELL’INFORMAZIONE
•
ROM Read Only Memory, è la piccola
memoria presente su tutti i personal computer, che
in alcuni casi può essere riprogrammata, (può
essere PROM, EEPROM, flash o altro) contenente il
BIOS della scheda madre.
Il BIOS è un tipo di firmware dalle funzionalità
molto limitate.
Le sue funzioni sono essenzialmente tre:
• a) eseguire il controllo dell'hardware
all'accensione (il POST, Power On Self Test),
• b) eseguire alcune istruzioni basilari per il
controllo dell'hardware stesso,
• c) caricare il sistema operativo.
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9. DISPOSITIVI PER LA MEMORIZZAZIONE
E LA TRASMISSIONE DELL’INFORMAZIONE
•Gli elementi fisici di memoria utilizzati dalle ROM
sono diodi o transistor, e la loro scelta dipende
dalle caratteristiche di utilizzo del dispositivo:
per applicazioni che richiedono bassi tempi di
lettura si usano transistor a giunzione bipolare,
mentre per memorie ad alta capacità si sfrutta la
tecnologia a transistor ad effetto di campo.
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9. DISPOSITIVI PER LA MEMORIZZAZIONE
E LA TRASMISSIONE DELL’INFORMAZIONE
• COMPLEMENTARY MOS (METAL OXIDE
SEMICONDUCTOR)
CMOS, piccola memoria RAM, in cui sono
memorizzate le impostazioni del BIOS. Il CMOS è
un semiconduttore che richiede pochissima
energia per funzionare. Quando il Personal
Computer
viene
spento,
per
mantenere
memorizzate le impostazioni del BIOS, utilizza una
piccola batteria al litio.
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9. DISPOSITIVI PER LA MEMORIZZAZIONE
E LA TRASMISSIONE DELL’INFORMAZIONE
• BUS (canale di trasmissione)
In linea di principio ad un bus può essere collegato
hardware di ogni tipo:
schede
video
aggiuntive,
schede
audio
professionali, schede acquisizione dati,
unità di calcolo specializzate, coprocessori:
nella pratica si ricorre ad una scheda di
espansione su slot interno solo per hardware che
ha bisogno di una collaborazione estremamente
stretta con la CPU o con la memoria RAM;
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9. DISPOSITIVI PER LA MEMORIZZAZIONE
E LA TRASMISSIONE DELL’INFORMAZIONE
• Il bus di sistema si divide in quattro bus minori:
• bus alimentazione
• bus dati
• bus indirizzi
• bus controlli
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9. DISPOSITIVI PER LA MEMORIZZAZIONE
E LA TRASMISSIONE DELL’INFORMAZIONE
La scheda di rete è a livello logico un'interfaccia
digitale, costituita a livello hardware da una scheda
elettronica inserita/alloggiata solitamente all'interno
di un personal computer, server, stampante, router
ecc.,
•svolge tutte le elaborazioni o funzioni necessarie a
consentire la connessione dell'apparato informatico
ad una rete informatica.
Un particolare tipo di scheda di rete è la scheda di
rete wireless cioè una scheda che permette la
connessione ad una rete tramite collegamento senza
fili a mezzo di onde radio.
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9. DISPOSITIVI PER LA MEMORIZZAZIONE
E LA TRASMISSIONE DELL’INFORMAZIONE
La scheda Wi-Fi e la scheda Bluetooth.
Ne sono dotati tutti i PC portatili (laptop), mentre
spesso non è una dotazione tipica di base per i PC
fissi, per i quali risulta però installabile a posteriori[
La scheda di rete e l'antenna ad essa associata
comunicano con l'Access Point della rete wireless o
direttamente con gli altri terminali in maniera
bidirezionale.
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9. DISPOSITIVI PER LA MEMORIZZAZIONE
E LA TRASMISSIONE DELL’INFORMAZIONE
USB (Universal Serial Bus)
Bus per il collegamento di periferiche (lente).
Caratteristiche: flessibilità, semplicità; un unico bus
per molte periferiche; non sono necessari dispositivi
di controllo e porte dedicate; facilmente espandibile;
economico e con possibilità di connessione a caldo;
supporto dispositivi tempo reale (audio - telefono).
Il cavo è composto da 4 fili: massa, alimentazione
(5V), Dati+, Dati-.
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9. DISPOSITIVI PER LA MEMORIZZAZIONE
E LA TRASMISSIONE DELL’INFORMAZIONE
SCSI (Small Computer System Interface)
Collegamento per dispositivi interni o esterni al
computer: dischi rigidi (dischi SCSI), ma anche CD DVD – unità nastro - stampanti - scanner.
Collega sino a 7- 15 controllori (unità) e massimo
2048 periferiche per controllore.
Collegamento a cascata, con terminatore. Semplice
ed economico.
Il bus SCSI è un bus parallelo, mentre una sua
estensione, il Serial Attached SCSI(SAS), è di tipo
seriale.
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9. DISPOSITIVI PER LA MEMORIZZAZIONE
E LA TRASMISSIONE DELL’INFORMAZIONE
FireWire (IEEE 1394)
Ha molte similitudini con l'USB: bus seriale con
alimentazione (60W); possibilità di connessione a
caldo, meccanismi di identificazione, struttura ad
albero.
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9. DISPOSITIVI PER LA MEMORIZZAZIONE
E LA TRASMISSIONE DELL’INFORMAZIONE
Protocolli di comunicazione
In ogni transazione sul bus:
• un dispositivo prende il controllo del bus
• invia una richiesta (I/O) ad un secondo
dispositivo
• svolta la richiesta, il bus viene liberato per
un'altra comunicazione.
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9. DISPOSITIVI PER LA MEMORIZZAZIONE
E LA TRASMISSIONE DELL’INFORMAZIONE
FIRMWARE
Il firmware è un programma, ovvero una sequenza di
istruzioni, integrato direttamente in un componente
elettronico nel senso più vasto del termine (integrati,
schede elettroniche, periferiche).
Il suo scopo è quello di avviare il componente
stesso e consentirgli di interagire con altri
componenti hardware tramite l'implementazione di
protocolli di comunicazione o interfacce di
programmazione.
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9. DISPOSITIVI PER LA MEMORIZZAZIONE
E LA TRASMISSIONE DELL’INFORMAZIONE
FIRMWARE
Il termine deriva dall'unione di "firm" (stabile) e
"ware" (componente), indica che il programma non è
immediatamente modificabile dall'utente finale,
ovvero risiede stabilmente nell'hardware integrato in
esso, e che si tratta del punto di incontro fra
componenti logiche e fisiche, ossia fra software e
hardware.
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9. DISPOSITIVI PER LA MEMORIZZAZIONE
E LA TRASMISSIONE DELL’INFORMAZIONE
FIRMWARE
Il firmware forse più conosciuto in ambito
informatico (anche ai non addetti ai lavori) è quello
della scheda madre, chiamato comunemente BIOS, è
responsabile del corretto avvio del computer, ma
quasi sempre sono dotati di proprio firmware anche
i singoli componenti di un computer, come dischi
fissi, lettori o masterizzatori di CD e DVD, schede di
espansione in genere.
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10. DESCRIZIONE DEI COMPONENTI DEL CALCOLATORE
Struttura della CPU
Una generica CPU contiene:
• un'unità di controllo (anche nota con la sigla CU)
che legge dalla memoria le istruzioni, se occorre
legge anche i dati per l'istruzione letta, esegue
l'istruzione e memorizza il risultato se c'è,
scrivendolo in memoria o in un registro della CPU.
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10. DESCRIZIONE DEI COMPONENTI DEL CALCOLATORE
Struttura della CPU
Una generica CPU contiene:
• un'unità aritmetica e logica (anche nota con
l'acronimo ALU) che si occupa di eseguire le
operazioni logiche e aritmetiche;
• dei registri, speciali locazioni di memoria interne
alla CPU, molto veloci, a cui è possibile accedere
molto più rapidamente che alla memoria: il valore
complessivo di tutti i registri della CPU costituisce
lo stato in cui essa si trova attualmente.
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10. DESCRIZIONE DEI COMPONENTI DEL CALCOLATORE
Struttura della CPU
Una generica CPU contiene:
• Due registri sempre presenti sono:
•il registro IP (Instruction Pointer) o PC (Program
Counter), che contiene l'indirizzo in memoria della
prossima istruzione da eseguire;
•il registro dei flag: questo registro non contiene
valori numerici convenzionali, ma è piuttosto un
insieme di bit, detti appunto flag, che segnalano stati
particolari della CPU e alcune informazioni sul
risultato dell'ultima operazione eseguita.
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10. DESCRIZIONE DEI COMPONENTI DEL CALCOLATORE
Una generica CPU deve eseguire i suoi compiti
sincronizzandoli con il resto del sistema: perciò è
dotata, oltre a quanto sopra elencato, anche di uno o
più bus interni che si occupano di collegare registri,
ALU, unità di controllo e memoria: inoltre all'unità di
controllo interna della CPU fanno capo una serie di
segnali elettrici esterni che si occupano di tenere la
CPU al corrente dello stato del resto del sistema e di
agire su di esso.
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10. DESCRIZIONE DEI COMPONENTI DEL CALCOLATORE
Possono affiancare la CPU le seguenti unità
ausiliarie:
• una FPU (Floating Point Unit), che si occupa di
eseguire calcoli in virgola mobile;
• una MMU (Memory Management Unit), che si
occupa di tradurre gli indirizzi di memoria logici in
indirizzi fisici, supportando la protezione della
memoria e/o uno o più meccanismi di memoria
virtuale.
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10. DESCRIZIONE DEI COMPONENTI DEL CALCOLATORE
Tipicamente la CPU è l'Interprete del linguaggio
macchina. Come tutti gli interpreti, si basa sul
seguente ciclo:
• Acquisizione dell'istruzione (Instruction Fetch): il
processore preleva l'istruzione dalla memoria,
presente
nell'indirizzo
(tipicamente
logico)
specificato da un registro "speciale" ("speciale"
opposto di "generico"), il PC
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10. DESCRIZIONE DEI COMPONENTI DEL CALCOLATORE
Tipicamente la CPU è l'Interprete del linguaggio
macchina. Come tutti gli interpreti, si basa sul
seguente ciclo:
• Decodifica (Operand Assembly): una volta che la
word è stata prelevata, viene determinata quale
operazione debba essere eseguita e come ottenere
gli operandi, in base ad una funzione il cui dominio è
costituito dai codici operativi (tipicamente i bit alti
delle word) ed il codominio consiste nei brani di
microprogramma da eseguire
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10. DESCRIZIONE DEI COMPONENTI DEL CALCOLATORE
Tipicamente la CPU è l'Interprete del linguaggio
macchina. Come tutti gli interpreti, si basa sul
seguente ciclo:
• Esecuzione (Execute): viene eseguita la
computazione
desiderata.
Nell'ultimo
passo
dell'esecuzione
viene
incrementato
il
PC:
tipicamente di uno se l'istruzione non era un salto
condizionale,
altrimenti
l'incremento
dipende
dall'istruzione e dall'esito di questa.
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DESCRIZIONE ATTIVAZIONE DEL CALCOLATORE
1. Caricamento dell'istruzione dalla memoria principale
Per prima cosa il Sistema Operativo, dopo aver ricevuto
comando dall'esterno (come un click su un'icona, o
Enter, ecc.), avvia l'eseguibile che inserisce all'interno
del PC (Program Counter) l'indirizzo associato alla prima
cella di memoria contenente l'istruzione desiderata per
l'esecuzione delle fasi successive del programma.
La CPU carica l'istruzione dalla memoria principale
mediante Data Bus nella Memory Data Register (MDR). Il
valore dalla MDR è poi depositato nell'Instruction
Register (IR), un circuito che trattiene l'istruzione
temporaneamente così che possa essere decodificata ed
eseguita.
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DESCRIZIONE ATTIVAZIONE DEL CALCOLATORE
2. Caricamento dei dati dalla memoria principale
Legge l'indirizzo dalla memoria principale se
l'istruzione ha un indirizzo indiretto. Dopodiché
carica i dati richiesti dalla memoria principale per
poi essere processati e depositati all'interno dei
registri.
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DESCRIZIONE ATTIVAZIONE DEL CALCOLATORE
3. Esecuzione dell'istruzione
Dall'Instruction Register, l'istruzione è decodificata
dall'Unità di Controllo (Control Unit). Eventuali
indirizzi di memoria in cui leggere o scrivere dati
sono contenuti nel MEM reg., un ulteriore registro
oltre l'Instruction Register. A questo punto, se
l'istruzione decodificata è tale da portare i dati
memorizzati precedentemente in IR all'interno dei
registri ALU, i dati possono essere manipolati da
quest'ultima: in generale il dato nuovo viene scritto
mediante "scrittura distruttiva" in uno dei registri
stessi dell'ALU, il che comporta la perdita eventuale
di dati precedentemente memorizzati nello stesso
registro.
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11. DISPOSITIVI DI MEMORIA DI MASSA
Un disco rigido o
disco fisso, anche
chiamato hard disk drive (abbreviato
comunemente in hard disk o HDD) o fixed
disk drive (abbreviato in fixed disk o FDD),
è un 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).
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11. DISPOSITIVI DI MEMORIA DI MASSA
Il disco rigido è costituito fondamentalmente da
uno o più piatti in rapida rotazione, realizzati in
alluminio o vetro, rivestiti di materiale
ferromagnetico e da due testine per ogni disco
(una per lato), le quali, durante il
funzionamento "volano" alla distanza di poche
decine di nanometri dalla superficie del disco
leggendo o scrivendo i dati.
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11. DISPOSITIVI DI MEMORIA DI MASSA
La testina è tenuta sollevata dall'aria mossa
dalla rotazione stessa dei dischi la cui
frequenza o velocità di rotazione può superare
i 15.000 giri al minuto; attualmente i valori
standard di rotazione sono 4.200, 5.400,
7.200, 10.000 e 15.000 giri al minuto.
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11. DISPOSITIVI DI MEMORIA DI MASSA
Struttura della superficie di un piatto:
A) Traccia
B) Settore
C) Settore di una traccia. Solitamente 512 byte
D) Cluster, insieme di frammenti di tracce contigui.
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11. DISPOSITIVI DI MEMORIA DI MASSA
Una chiave USB (Universal Serial Bus) o
chiavetta USB o penna USB (anche in inglese USB
flash drive, o pendrive) è una memoria di massa
portatile di dimensioni molto contenute (qualche
centimetro in lunghezza e intorno al centimetro in
larghezza) che si collega al computer mediante la
porta USB.
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11. DISPOSITIVI DI MEMORIA DI MASSA
Quasi tutte le chiavette di nuova costruzione
utilizzano le più veloci versioni 2.0 o 3.0,
perfettamente retrocompatibili con la versione 1.1,
e dotate di una banda passante rispettivamente di
480 Mbit/s e di 4,8 Gbit/s.
È da precisare però che la velocità non dipende
solo dall'interfaccia, ma anche dal tipo di memoria
flash utilizzata, e dalla eventuale presenza di
microchip dedicati all'interno della chiavetta stessa.
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12. DISPOSITIVI DI INPUT/OUTPUT
Periferiche di ingresso
Le periferiche di ingresso consentono di acquisire
dati dall'esterno.
Le principali sono:
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12. DISPOSITIVI DI INPUT/OUTPUT
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12. DISPOSITIVI DI INPUT/OUTPUT
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12. DISPOSITIVI DI INPUT/OUTPUT
• I Dispositivi di Input/Output (o periferiche),
sotto il controllo e coordinamento del
processore, consentono l’interazione tra il
computer e l’utente (più in generale,
l’interazione tra il computer e l’ambiente), in
particolare consentono l’immissione dei dati
all’interno del computer e la comunicazione
all’esterno dei risultati ottenuti con
l’elaborazione.
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12. DISPOSITIVI DI INPUT/OUTPUT
• Per unità di Input si intende un dispositivo che
consente di immettere dei dati nel computer.
Rientrano in questa categoria i seguenti:
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12. DISPOSITIVI DI INPUT/OUTPUT
DISPOSITIVI DI PUNTAMENTO: consentono di
trasmettere dati di posizione spaziale al computer.
Sono dispositivi di puntamento il mouse e il
tappetino tattile.
I movimenti del mouse vengono interpretati e
convertiti nel movimento di un apposito cursore
sullo schermo (detto puntatore) e nelle opportune
modifiche all'ambiente grafico.
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12. DISPOSITIVI DI INPUT/OUTPUT
• MOUSE: è un piccolo dispositivo utilizzato per
puntare e selezionare un punto particolare dello
schermo ed eseguire una o più azioni:
• è possibile indicare, selezionare e spostare gli oggetti,
selezionare un menu e relativi comandi. dimensionare
le finestre, avviare i programmi, etc.
• Solitamente il mouse ha uno o più pulsanti
(solitamente due, il tasto sinistro e il tasto destro), e
una piccola sfera nella parte inferiore che rileva i
movimenti del mouse e li invia al computer.
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12. DISPOSITIVI DI INPUT/OUTPUT
• Azioni del mouse:
• Click sinistro: utilizzato per selezionare un item.
• Doppio Click: utilizzato per avviare un programma
o aprire un file.
• Click destro: utilizzato di solito per visualizzare un
insieme di comandi.
• Drag and Drop (letteralmente trascina e lascia): è
una funzione che consente di selezionare e
spostare un item da un posto a un altro.
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12. DISPOSITIVI DI INPUT/OUTPUT
• tastiera del computer: è il dispositivo base per
l’inserimento di testo, numeri e altri caratteri
(e comandi ); è costituita da una serie di tasti
posti su una base, che riportano l’indicazione
di lettere e numeri, in particolare ci sono i:
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12. DISPOSITIVI DI INPUT/OUTPUT
• trackball: dispositivo di puntamento simile al
mouse; la sua componente principale è una
sfera che, ruotando in una cavità dell'involucro
dove si trovano dei sensori che ne rilevano il
movimento, è in grado di seguire i movimenti
impressi dall’esterno (dalla mano
dell’operatore); in prossimità della sfera si
trovano pulsanti e rotelline.
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12. DISPOSITIVI DI INPUT/OUTPUT
• touchpad (o trackpad): presente nella
maggior parte dei computer portatili, ha la
stessa funzione del mouse, ossia spostare il
cursore captando il movimento del dito
dell'utente sulla sua superficie liscia.
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12. DISPOSITIVI DI INPUT/OUTPUT
TASTIERA : acquisisce caratteri, numeri e comandi
grazie alla pressione di tasti; i caratteri
corrispondenti al tasto premuto sono memorizzati
nella memoria temporanea di ingresso dati o, in
caso di digitazione troppo veloce nella memoria
temporanea della tastiera.
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12. DISPOSITIVI DI INPUT/OUTPUT
La tastiera si presenta come una serie ordinata di
tasti la cui pressione permette l'inserimento, nella
memoria del computer, di un particolare carattere,
oppure l'esecuzione di un particolare comando da
parte del computer. A tal fine, su ogni tasto, è
presente una serigrafia che ricorda all'utente a
quale carattere o comando corrisponde il tasto.
ALT + 0 (zero) + 65
cifra binaria 01000001=1+64
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12. DISPOSITIVI DI INPUT/OUTPUT
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
tasti numerici
tasti funzione (F1, F2, F3… F12)
tasti funzione speciali
tasto enter
barra spaziatrice
tasto Backspace
tasto Delete
tasto Shift
tasto Caps Lock
tasto Tab
tasto Ctrl
tasto Esc
tasto Alt
tasti Freccia (su, giù, sinistra, destra)
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12. DISPOSITIVI DI INPUT/OUTPUT
• joystick: è un dispositivo che trasforma i
movimenti di una leva (munita di due o più
pulsanti) manovrata dall'utente in una serie di
segnali elettrici o elettronici che permettono
di controllare un programma,
un'apparecchiatura o un attuatore meccanico.
È utilizzato principalmente nei videogiochi
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12. DISPOSITIVI DI INPUT/OUTPUT
• scanner: è un dispositivo che consente
l’acquisizione di fotografie, disegni e testi da
una superficie piana (fogli stampati, pagine di
libri e riviste, fotografie, diapositive, ecc.), di
interpretarli come un insieme di pixel, e quindi
di restituirne la copia fotografica sotto forma
di immagine digitale. L’uso dello scanner è
legato ai programmi di riconoscimento dei
caratteri (OCR, ossia Optical Character
Recognition) o di elaborazione delle immagini.
12. DISPOSITIVI DI INPUT/OUTPUT
• penna ottica: è un dispositivo di forma simile
a una penna, utilizzato per selezionare oggetti
su uno schermo; è simile al mouse per
funzionalità ma utilizza una penna luminosa
per spostare il puntatore e selezionare
l’oggetto da sottoporre all’elaborazione.
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12. DISPOSITIVI DI INPUT/OUTPUT
• lettore di codice a barre: è una
specializzazione di penna ottica, ossia un
dispositivo capace di leggere numeri/caratteri
rappresentati da sequenze di linee verticali.
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12. DISPOSITIVI DI INPUT/OUTPUT
• macchina fotografica: consente di acquisire le
fotografie che poi, trasferite sul computer,
possono essere elaborate con programmi di
elaborazione grafica e/o inserite in altri
documenti.
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12. DISPOSITIVI DI INPUT/OUTPUT
• microfono: consente di acquisire i suoni che,
trasferiti al computer, e opportunamente
trattati, sono resi disponibili per applicazioni
multimediali e riproduzioni.
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12. DISPOSITIVI DI INPUT/OUTPUT
• Per unità di Output si intende un dispositivo
che riceve dal sistema i risultati
dell’elaborazione dei dati e li trasmette
all’utente.
• Le principali unità di output sono:
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12. DISPOSITIVI DI INPUT/OUTPUT
• Monitor (CRT – Cathode Ray Tube, LCD – Liquid Crystal
Display, PDP – Plasma Display Panel e LED – Light
Emitting Diode): è un'unità simile a un televisore,
collegata a una tastiera per l’inserimento manuale dei
caratteri, che visualizza l’informazione così come è
digitata sulla tastiera e traduce in immagini i dati
ricevuti dalla scheda grafica del computer. L'unità di
misura delle dimensioni di un monitor è il pollice (circa
2,6 centimetri) e la dimensione è espressa in pollici
sulla diagonale (cioè la misura indica la lunghezza della
diagonale della superficie del monitor); valori tipici
possono essere 14, 15, 17 , 19, 21… pollici.
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12. DISPOSITIVI DI INPUT/OUTPUT
• Stampante : dispositivo che consente di ottenere una
copia su carta dei risultati elaborati dal computer (e
può essere anche fax e fotocopiatrice).
• Possono essere di vari tipi, a getto di inchiostro, laser,
ad aghi, etc. e sono valutate in riferimento a due
parametri che le caratterizzano, la risoluzione (misurata
in dpi - punti per pollice) e la velocità (misurata in
termini di caratteri stampati in una unità di tempo(cps),
righe stampate al minuto (lpm) o pagine stampate al
minuto(ppm)).
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12. DISPOSITIVI DI INPUT/OUTPUT
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12. DISPOSITIVI DI INPUT/OUTPUT
• Plotter è un dispositivo che consente di
riprodurre le immagini (soprattutto grafici) su
fogli di grandi dimensioni ed è utilizzato in
ambito scientifico e tipografico.
• Proiettori (LCD, DLP e DMD).
• Casse , altoparlanti e cuffie : dispositivi
molto utili per le applicazioni multimediali.
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12. DISPOSITIVI DI INPUT/OUTPUT
• Dispositivi di input/output
• In questa classe rientrano le unità periferiche
che svolgono entrambe le funzioni di input e
output, per esempio:
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12. DISPOSITIVI DI INPUT/OUTPUT
• Modem : è un dispositivo di ricetrasmissione,
cioè che consente la comunicazione di più
computer utilizzando la linea telefonica;
• Monitor touch screen : è un dispositivo
costituito da uno schermo ed un digitalizzatore,
che consente all'utente di interagire con
l’interfaccia
grafica
mediante
apposita
penna/stilo o con le dita.
• Interfacce analogiche e digitali per collegare i
dispositivi al sistema.
•
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13. CLOUD COMPUTING
• In informatica con il termine inglese cloud
computing (in italiano nuvola informatica) si
indica un modello di riferimento
di
erogazione di risorse informatiche:
– l'archiviazione, l'elaborazione o la trasmissione di
dati, caratterizzato dalla disponibilità su richiesta
dell’utente, attraverso Internet a partire da un
insieme di risorse preesistenti e configurabili.
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13. CLOUD COMPUTING
• Sfruttando la tecnologia del cloud
computing gli utenti collegati ad un cloud
provider possono svolgere tutte queste
mansioni, anche tramite un semplice
internet browser.
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13. CLOUD COMPUTING
• Possono, utilizzare software remoti non
direttamente installati sul proprio computer e
salvare dati su memorie di massa on-line
predisposte dal provider stesso (sfruttando
sia reti via cavo che senza fili).
• Nonostante il termine sia piuttosto vago e
sembri essere utilizzato in diversi contesti con
significati differenti tra loro, si possono
distinguere tre tipologie fondamentali di
servizi cloud computing:
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13. CLOUD COMPUTING
• SaaS (Software as a Service)
- Consiste nell'utilizzo di programmi
installati su un server remoto, cioè fuori
dal computer fisico o dalla LAN locale,
spesso attraverso un server web. Questo
acronimo condivide in parte la filosofia di
un termine oggi in disuso, ASP
(Application service provider).
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13. CLOUD COMPUTING
•
DaaS (Data as a Service)
- Con questo servizio vengono messi a
disposizione via web solamente i dati ai
quali gli utenti possono accedere tramite
qualsiasi applicazione come se fossero
residenti su un disco locale.
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13. CLOUD COMPUTING
• HaaS (Hardware as a Service)
- Con questo servizio l'utente invia dati a un
computer che vengono elaborati da
computer messi a disposizione e restituiti
all'utente iniziale.
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13. CLOUD COMPUTING
• PaaS (Platform as a Service)
-Piattaforma software che può essere costituita
diversi servizi, programmi, librerie, etc.
-Tale servizio è tipico di alcune piattaforme utilizzate
sviluppare altri programmi.
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13. CLOUD COMPUTING
• IaaS (Infrastructure as a Service)
– Oltre alle risorse virtuali in remoto, vengono messe
a disposizione anche risorse hardware, quali server,
capacità di rete, sistemi di memoria, archivio e
backup.
La caratteristica dello IaaS è che le risorse vengono
istanziate su richiesta o domanda al momento in cui
una piattaforma ne ha bisogno.
Classici esempi di questo modello di servizio sono
Dropbox o Google Drive.
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13. CLOUD COMPUTING
• Il cloud computing rende disponibili
all'utilizzatore le risorse come se fossero
implementate da sistemi (server o periferiche
personali) "standard".
• L'implementazione effettiva delle risorse non
è definita in modo dettagliato; anzi l'idea è
proprio che l'implementazione sia un insieme
eterogeneo e distribuito di risorse le cui
caratteristiche non siano note all'utilizzatore.
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13. CLOUD COMPUTING
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13. CLOUD COMPUTING
Il sistema del cloud computing prevede tre fattori
distinti:
•Fornitore di servizi (cloud provider) – Offre servizi
(server virtuali, applicazioni complete) generalmente
gratuito o a pagamento
in base all'effettiva
utilizzazione che se ne fa.
•Cliente amministratore – Sceglie e configura i servizi
offerti dal fornitore, generalmente offrendo un valore
aggiunto come ad esempio applicazioni software;
•Cliente finale – Utilizza i servizi opportunamente
configurati dal cliente amministratore.
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13. CLOUD COMPUTING
I principali processi su cui i diversi fornitori
cominciano a proporre soluzioni in modalità cloud
sono:
•Customer relationship management (CRM),
•Human Capital Management (HCM),
•Enterprise resource planning (ERP).
L'architettura informatica del cloud computing
prevede uno o più server reali, generalmente in
architettura ad alta affidabilità e fisicamente
collocati presso il data center del fornitore del
servizio.
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13. CLOUD COMPUTING
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14. GRID COMPUTING
I grid computing o sistemi grid (griglia) sono
un'infrastruttura di calcolo distribuito, utilizzati per
l'elaborazione di grandi quantità di dati, mediante
l'uso di una vasta quantità di risorse. In
particolare, tali sistemi permettono la condivisione
coordinata
di
risorse
all'interno
di
un'organizzazione virtuale.
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14. GRID COMPUTING
Il vero e specifico problema alla base del concetto
di griglia è la condivisione coordinata di risorse
all'interno di una dinamica e multi-istituzionale
organizzazione virtuale (Virtual Organization,
brevemente indicata con VO).
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14. GRID COMPUTING
La condivisione non è limitata solo allo scambio dei
file, ma si estende all'accesso diretto al computer, al
softwere, in generale a tutto l’ hardwere necessario
alla risoluzione di un problema scientifico,
ingegneristico o industriale.
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14. GRID COMPUTING
Gli individui e le istituzioni, che mettono a disposizione
della griglia le loro risorse per la medesima finalità,
fanno parte della stessa VO.
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14. GRID COMPUTING
Caratteristica comune dei progetti grid è la necessità
di disporre un ambiente di calcolo data-intensive,
all'interno del quale le applicazioni hanno il bisogno di
accedere a grandi quantità di dati geograficamente
distribuiti in maniera veloce e affidabile ed, è proprio
l'onere della grid, far operare tali applicazioni nel
miglior modo possibile
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14. GRID COMPUTING
la condivisione di risorse quali CPU e dischi
opportunamente coordinati può dare l'impressione
all'utente di accedere ad un supercomputer virtuale,
con una incredibile potenza e capacità di
memorizzazione in grado di sopportare grandi carichi
di lavoro.
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14. GRID COMPUTING
L'idea è di far apparire tutta l'architettura di un grid
come un unico supercomputer virtuale, celando
all'utilizzatore tutta la complessità interna e
mostrandogli solo i benefici.
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14. GRID COMPUTING
Tali sistemi vengono indicati con i termini Local Area
Grid (LAG) e Metropolitan Area Grid (MAG) o, più
semplicemente, Metropolitan Grid con chiaro
riferimento alla classificazione introdotta nell'ambito
del network.
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14. GRID COMPUTING
La coordinazione di grid nazionali prevede la futura
costituzione
di
un
world
wide
grid,
le
implementazioni di locali o di grid metropolitane si
avvicinano al mondo delle Intranet.
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15. SERVER FARM
In informatica il termine inglese Server Farm
(letteralmente fattoria di server) (anche chiamata
webfarm) è utilizzato per indicare una serie di server
collocati in un unico ambiente in modo da poterne
centralizzare la gestione, la manutenzione e la
sicurezza.
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15. SERVER FARM
Spesso all'interno delle server farm vengono costituiti
dei sistemi cluster per gestire in maniera migliore,
attraverso una tipica architettura distribuita, carichi di
lavoro pesanti o critici (server email, web, database,
GRID…) garantendo al contempo affidabilità e tolleranza
ai guasti.
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15. SERVER FARM
Non è raro, trovare server farm composte da
centinaia, se non da migliaia di server virtuali,
rappresentati
su
macchine
fisiche
dedicate
appositamente per utilizzi in queste tipologie di
impresa. La realizzazione di una server farm permette
di distribuire i costi di costruzione e gestione di una
struttura sicura e di abbattere i costi per la
connettività.
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15. SERVER FARM
Quando le server farm vengono realizzate
l'esplicito obiettivo di affittarne lo spazio, si parla
data center o Network Operating Center (NOC).
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15. SERVER FARM
Dal punto di vista hardware le tipologie di macchine
di produzione in uso presso una server farm sono
blade (lama) server e soprattutto i mainframe
ovviamente supportanti complesse architetture
virtualizzazione.
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16. INTERNET OF THINGS
In
telecomunicazione
Internet
delle
cose
(o,
più
propriamente,
Internet
degli
oggetti
o
IoT,
acronimo
dell’inglese Internet of Things) è un neologismo riferito all'estensione
di Internet al mondo degli oggetti e dei luoghi concreti.
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16. INTERNET OF THINGS
L'Internet delle cose è vista come una possibile evoluzione dell'uso
della Rete.
Gli oggetti si rendono riconoscibili e acquisiscono intelligenza grazie
al fatto di poter comunicare dati su se stessi e accedere ad
informazioni aggregate da parte di altri.
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16. INTERNET OF THINGS
Le sveglie suonano prima in caso di traffico, le scarpe da ginnastica
trasmettono tempi, velocità e distanza per gareggiare in tempo reale
con persone dall'altra parte del globo, i vasetti delle medicine
avvisano i familiari se si dimentica di prendere il farmaco. Tutti gli
oggetti possono acquisire un ruolo attivo grazie al collegamento alla
Rete.
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16. INTERNET OF THINGS
L'obiettivo dell'internet delle cose è di far sì che il mondo
elettronico tracci una mappa di quello reale, dando
un'identità elettronica alle cose e ai luoghi dell'ambiente
fisico.
Gli oggetti e i luoghi muniti di etichette Identificazione a
radio frequenza (Rfid) o Codice QR (Quick Response
Code) comunicano informazioni in rete o a dispositivi mobili
come i telefoni cellulari.
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16. INTERNET OF THINGS
•I campi di applicabilità sono molteplici: dalle
applicazioni industriali (processi produttivi),
alla logistica e all'infomobilità, fino
all'efficienza
energetica,
all'assistenza
remota e alla tutela ambientale.
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16. INTERNET OF THINGS
•I principali domini applicativi ed ambiti operativi interessati
dallo sviluppo della IoT sono riportati sinteticamente nel
seguente elenco:
Domotica
Robotica
Avionica
Industria automobilistica
Biomedicale
Monitoraggio in ambito industriale
Reti wireless di sensori
Sorveglianza
Rilevazione eventi avversi
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16. INTERNET OF THINGS
• I dispositivi RFID possono essere quindi
assimilabili a sistemi di lettura e/o scrittura
senza fili con svariate applicazioni. In questi
ultimi anni si sta affermando man mano
anche lo standard NFC (Near Field
Communication, 13,56 MHz e fino a 10 cm,
ma con velocità di trasmissione dati fino a
424 kbit/s) che estende gli standard per
consentire lo scambio di informazioni anche
tra lettori.
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16. INTERNET OF THINGS
• Un sistema RFID è costituito da tre elementi
fondamentali:
•Un apparecchio di lettura e/o scrittura
(lettore).
•Uno o più etichette RFID (o tag o
Transponder)
•Sistema informativo di gestione dei dati per
il trasferimento dei dati da e verso i lettori.
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16. INTERNET OF THINGS
• L'etichetta RFID può essere attiva, passiva, semi-passiva o
semi-attiva. Se è attiva, dispone di:
•una batteria per alimentarla
•una o più antenne per inviare il segnale di lettura e ricevere
le risposte anche su frequenze diverse
•uno o più transponder/tag RFID e possono contenere
sensori.
•in genere hanno distanze operative maggiori dei tag passivi
ed in genere arrivano al massimo a 200m
•Se è passiva: contiene semplicemente
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16. INTERNET OF THINGS
L'elemento principale che caratterizza un sistema RFID è l'etichetta
RFID o transponder o tag ed è costituito da:
un microchip che contiene dati in una memoria (tra cui un numero univoco
universale scritto nel silicio),
una antenna,
un supporto fisico che tiene insieme il chip e l'antenna chiamato "substrato"
e che può essere in Mylar, film plastico (PET, PVC, ecc), carta o altri materiali.
(in rari casi viene usata una batteria).
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HARDWERE
Motherboard
CPU
CPU Dual e Quad CORE
Unit
HARDWERE
CPU
Central Processing
(Microprocessore)
RAM
Random
Access
Memory
ROM
Read Only
Memory