1 Modulo Concetti teorici di base della tecnologia

1° Modulo Concetti teorici di base della tecnologia dell’informazione A cura di Stefano Maria Demuro - Liceo TASSONI - MODENA 1

Obbiettivi del 1° modulo ( secondo lo standard E. C. D. L. ) • Comprensione dei concetti fondamentali riguardanti le Tecnologie dell’Informazione • conoscenza di base – della struttura e del funzionamento di un personal computer, – delle reti informatiche e di come queste tecnologie impattano la società e la vita di tutti i giorni. – dei criteri ergonomici da adottare quando si usa il computer, – dei problemi riguardanti la sicurezza dei dati e gli aspetti legali. 2

Information Technology 3

Una società dell’informazione Nuova fase di sviluppo della società, che vede una parte significativa delle persone attive impiegata nelle professioni che riguardano la gestione delle informazioni Impatti sulla società: – perdita di posti di lavoro nelle attività tradizionali – nascita di nuove professioni – aumento dell’efficienza e dell’efficacia (minori costi) 4

L’impatto sull’individuo • • Stress da ritmi crescenti Riduzione dell’attività fisica Affaticamento sul posto di lavoro informatizzato Riduzione dei contatti interpersonali Necessità di aggiornamento tecnico continuo Incremento delle informazioni e della conoscenza da gestire Nuovi problemi sulla privacy Nuovi problemi sulla sicurezza dei dati 5

Information technology Tecnologia utilizzata per la realizzazione dei moderni sistemi di elaborazione Informatica/Computer Science Informazione automatica 6

Cos’è un computer? • La prima risposta che possiamo dare è che un computer è uno strumento per elaborare informazione. • Il computer lavora dunque partendo da informazione in ingresso (l’input del processo di elaborazione), • la elabora in base a una serie di regole (un programma), • e restituisce informazione in uscita (l’output del processo). • La quasi totalità dei computer oggi utilizzati è digitale, lavora cioè con informazione ‘convertita in numeri', ovvero informazione in formato digitale. 7

Vantaggi del computer • Rapidità • Precisione • Capacità di esecuzione di lavori ripetitivi • Capacità di gestione di grandi quantità di dati • Capacità di integrare dati provenienti da fonti diverse • Possibilità di memorizzare dati per lunghi periodi di tempo 8

Limiti del computer • Mancanza di: • intelligenza autonoma • di creatività • Difficoltà: • ad affrontare problemi nuovi • nei lavori non ripetitivi • gestire informazioni non strutturate • ad interpretare un discorso • in caso di di guasti • Limiti in gran parte imputabili al software 9

Il computer come sistema totalmente autonomo • Monitoraggio: – di situazioni critiche – di situazioni ambientali • Automazione delle linee di produzione • Controllo e gestione – di strumenti di laboratorio – degli accessi ad aree riservate – di centrali telefoniche • …. . 10

Tipi di computer • • • Mainframe Minicomputer Network computer Personal computer Laptop computer • Elementi di differenziazione – – prestazioni costi modalità di impiego numero di utenti 11

Confronto tra laptop e personal computer • Vantaggi – trasportabilità – ingombro – alimentazione autonoma • Svantaggi – ergonomia dello schermo, della tastiera e del mouse – costo – collegamento di unità periferiche 12

Terminale • Unità specializzata per il collegamento a distanza – terminale stupido (privo di capacità elaborativa autonoma) – terminale intelligente (dotato di capacità elaborativa autonoma) 13

Terminale self-service Aree applicative – Bancomat – Certificazione comunale – Segreterie studenti – Punti informativi – …. Utente occasionale del servizio 14

Terminale self-service Facilità di utilizzo: – – interfaccia semplice e chiara uso di menù pochi dati per pagina video schermi sensibili al tatto (touch screen) – tastiera essenziale – funzioni di aiuto in linea 15

Componenti di base di un Computer Il computer, o elaboratore elettronico, è la macchina per la gestione automatica delle informazioni • Componenti: – Hardware (la parte fisica del computer), con • una memoria centrale • una CPU • le unità periferiche di Input e Ouput – Software (la parte intangibile, insieme di programmi) 16

Hardware 17

Hardware: struttura del computer • Memoria (centrale o principale) supporto per la registrazione di dati e programmi • CPU (Central Processing Unit), processore o UCE (unità centrale di elaborazione), unità in grado di interpretare ed eseguire le istruzioni • Unità periferiche, di input e di output ( unità per scambiare dati con l’ambiente esterno ) 18

La piastra madre e la CPU • All’interno del cabinet, la prima componente che dovrebbe attirare la nostra attenzione è una vasta piastra piena di componenti di tutti i tipi. • Si tratta della cosiddetta piastra madre o motherboard: la scheda che raccoglie in maniera efficiente e compatta la maggior parte delle componenti fondamentali di ogni computer: • il microprocessore, che costituisce il vero ‘cervello’ del computer, e poi • la memoria, le porte di comunicazione, e così via. 19

Piastra/Scheda madre • Per capire come è fatta una piastra madre, possiamo aiutarci con queste immagini (che rappresentano una tipica piastra madre del 1999). 20

La CPU: il cuore del PC • La prima e più importante componente della piastra madre è il microprocessore, ovvero la cosiddetta CPU (Central Processing Unit) o, in italiano U. C. E. ( Unità Centrale di Elaborazione). • Microprocessore e CPU non sono proprio la stessa cosa: • parliamo di microprocessore quando ci riferiamo all’oggetto fisico che si trova nel nostro computer (e ormai anche in moltissimi altri dispositivi, dalle automobili ai televisori, dalle macchine fotografiche agli impianti HI-FI…), • mentre quello di CPU, ovvero di unità di elaborazione centrale, è soprattutto un concetto logico-funzionale. • Concretamente, comunque, la CPU è per così dire ‘incarnata’ dentro un microprocessore (magari insieme ad alcune componenti aggiuntive), e nella maggior parte dei contesti i due termini possono essere usati in maniera quasi intercambiabile. 21

Dentro la CPU • ALU (arithmetic logic unit): esegue le istruzioni di calcolo e di confronto tra i dati • Unità di controllo: controlla le operazioni di ingresso e uscita dei dati • Istruzione: passo elementare di un programma • Prestazioni: Esse dipendono dalla velocità di esecuzione delle istruzioni della sua CPU. Tale velocità si misura in MIPS (milioni di istruzioni per secondo) ed è proporzionale alla frequenza del scandisce l’esecuzione delle istruzioni clock, l’orologio interno che • La velocità del clock è misurata in MHz (megahertz, milioni di cicli al secondo) 22

Dove si trova la CPU? • Nella piastra madre rappresentata dalla figura, essa viene inserita nella fessura (slot) situata in alto a destra e marcata come slot one. • In altre piastre madri, la CPU può essere invece inserita in un apposito alloggiamento (socket) orizzontale, in genere di forma quadrata. • Il fatto che la CPU non sia saldata alla piastra madre, ma inserita in un apposito slot permette all’occorrenza di sostituirla, magari con un modello più recente. 23

Il cuore del computer • Nel cuore del nostro computer lavora un’attivissima fabbrica impegnata nella continua elaborazione di dati in formato binario (rappresentati cioè da lunghe catene di ‘ 0’ e ‘ 1’); • attraverso le vie di comunicazione costituite dai bus, la materia prima arriva dall’esterno sotto forma di dati binari in entrata; • viene poi ‘lavorata’ in accordo con le istruzioni del programma, e infine nuovamente ‘spedita’ verso l’esterno. • Resta da dire che i ritmi di lavoro della fabbrica sono scanditi dall’orologio ( clock ) della CPU (più ‘veloce’ è questo orologio, più rapidamente vengono eseguiti i compiti richiesti), e che 24

Velocità e frequenze di clock • Anche chi non utilizza normalmente un computer sa probabilmente che per identificare le caratteristiche di questa o di quella macchina si utilizzano spesso e volentieri sigle piuttosto arcane: Pentium III 500, Celeron 233, Power. PC G 3, e chi più ne ha più ne metta. • Ebbene, non di rado le sigle che trovate associate ai diversi computer indicano, oltre al nome del processore, la sua ‘frequenza di clock’, ovvero la sua ‘velocità’, espressa in megahertz. • Il processore al momento più diffuso è il Pentium della Intel. E un Pentium II 200 avrà un orologio interno che cammina alla velocità di 200 megahertz, e sarà un po' più lento di un Pentium II 300, e parecchio più lento di un Pentium III 500 25

Aumento continuo della potenza • Nel corso del tempo, la frequenza di clock dei processori è andata continuamente aumentando: • i primi personal computer IBM > frequenza di clock di poco superiore a 4 megahertz, • mentre oggi > processori con frequenza di clock pari a 500 megahertz o superiore. • Naturalmente, il fatto che la CPU lavori così velocemente porta anche dei problemi: ad esempio, le CPU di oggi, lavorando a una frequenza molto alta (‘molto velocemente’), sviluppano anche molto calore. Ed ecco che diventa essenziale ‘raffreddare’ le CPU; • un sistema spesso usato è quello della sovrapposizione alla CPU stessa di una piccola ventola a motore. Altrimenti? Altrimenti, surriscaldata, la CPU potrebbe lavorare male, o guastarsi del tutto. 26

Dispositivi di input 27

Dispositivi di input: Tastiera • Principale periferica di input 28

Tastiera • Periferica più usata dall'utente per introdurre dati nell'elaboratore: può semplicemente scrivere oppure trasmettere comandi più complessi (input). • Per trasmettere ordini ci sono tasti speciali come l'invio, il tab, l'esc, ecc. • Per scrivere ci sono tre modi per inviare dati all'unità centrale attraverso la tastiera: • Normale: il tasto viene premuto e rilasciato ed il carattere viene visualizzato sullo schermo • Ripetitivo: tenendo premuto un tasto si generano ripetizioni dello stesso carattere • Combinato: consiste nel premere assieme due tasti (ad esempio Maiusc + tasto dà il simbolo posto sulla parte superiore di quei tasti che ne presentano due). • La tastiera che di solito si usa si chiama estesa ( o QWERTY dalle prime sei lettere in alto a sinistra) e conta 103 tasti. 29

Le parti della tastiera La tastiera può essere suddivisa in 4 parti: • Alfanumerica: è simile a quella di una macchina da scrivere e si usa per i caratteri alfabetici, numerici e speciali • Numerica: serve per i numeri e gli operatori algebrici • Tasti controllo cursore: si usano per spostare il cursore all'interno del video • Tasti funzione: servono per attivare funzioni speciali 30

Dispositivi di input: il mouse Altro dispositivo di input fondamentale nei personal computer moderni Dispositivo di puntamento e selezione 31

Il mouse • Esistono vari tipi di mouse: con filo o senza filo, a due, a tre pulsanti, con la rotellina centrale o senza. • le parti fondamentali restano due: – 1 -il pulsante sinistro o di routine, tramite il quale si possono eseguire le operazioni standard – 2 -il pulsante destro o del menu rapido: posizionato in un'area specifica, ad esempio un'immagine o un tabella, attiverà solo il menu relativo alle immagini o alle tabelle, evitando percorsi inutili. La rotella svolge principalmente funzioni di scrolling (da una pagina o area all'altra) 32

Altri dispositivi di puntamento Trackball Mouse ballpoint Touch pad Joystick 33

Altri dispositivi di input Scanner Tavoletta grafica Lettore di codici a barre Lettore di caratteri magnetici Microfono Telefono Vieocamera e Fotocamera digitale 34

Dispositivi di output: schermo video (monitor) Principale unità di output Caratteristiche qualificanti: – dimensione – risoluzione: numero di Pixel (picture element) – gamma di colori – frequenza di scansione – tecnologia utilizzata 35

Monitor • Simile a un televisore, visualizza le informazioni all'utente e perciò è la periferica di uscita dati più importante (Output). • L'elemento di visualizzazione più importante è il cursore • Ogni punto dello schermo viene detto Pixel (Pix= picture el= elemento, cioè elemento di immagine). • Uno schermo che possiede più pixel darà un'immagine più dettagliata cioè avrà una maggior risoluzione. • Le dimensioni dello schermo (misurate in pollici, lungo la diagonale dello stesso) non costituiscono il fattore determinante, infatti a parità di risoluzione, su uno schermo di 15 pollici le informazioni visibili non saranno di più di quelle contenute su uno schermo a 14 pollici, ma saranno semplicemente più grandi. 36

Doth pich • Con il termine doth pich si indica la distanza tra i pixel di luce che formeranno l'immagine visualizzata: minore è questo valore, maggiore saranno stabilità e nitidezza. • Quando questo valore si attesta attorno a 0, 25 mm o inferiore, si raggiungono le migliori prestazioni. • E' possibile utilizzare inoltre un numero variabile di colori: a seconda dei bit usati per definire il colore di ogni pixel, potremo utilizzare dai 16 colori ai 16, 8 milioni di colori. 37

Sfarfallìo • Un monitor deve essere di tipo non interlacciato per evitare fenomeni di sfarfallio e di distorsioni. • Questo effetto dipende anche dall'intervallo di refresh che misura la frequenza con la quale le immagini si formano sullo schermo (viene ridisegnato molto frequentemente) : più è alta migliore è la qualità, stabilità e fedeltà delle immagini stesse. • Nei monitor interlacciati (ormai poco usati) l'intervallo di refresh parte da 30 Hz, negli altri la frequenza può variare tra 70 e 90 Hz. 38

Il monitor e la salute • Quante ore si possono passare davanti a un monitor? • A quale distanza occorre tenersi? • Quali problemi può provocare? – Al momento attuale, per fortuna, i monitor presenti sul mercato sono conformi alle normative europee e di conseguenza il loro livello di pericolosità è stato notevolmente abbassato. – Un altro fattore da considerare è il problema vista: una prima bozza dei documenti a grandi caratteri potrebbe agevolare la distanza di 80 centimetri dal monitor stesso, posizione ritenuta ideale. 39

La scheda video • Insieme al monitor, la scheda video sovrintende il sistema video del computer. • E' composta da un circuito stampato e da vari integrati: viene inserita in uno slot di espansione dell'unità centrale e collegata al monitor con un cavo. • Il sistema video più diffuso è il Super. VGA: lo schermo viene diviso in 1024 colonne per 768 righe per un totale di circa 800. 000 punti (ma con monitor a 17 pollici e una scheda grafica potente si può arrivare a quasi 2 milioni di punti). 40

Dispositivi di output 41

Dispositivi di output: stampante Unità di output Tipologie: • Ad impatto ( aghi ), per produzione di copie a ricalco • A getto d’inchiostro ( basso costo ), per stampe a colori • Laser ( quasi escl. bianco e nero ), con elevata qualità e velocità 42

Dispositivi di output: stampante Caratteristiche qualificanti: • tecnologia utilizzata • funzioni grafiche • colore • risoluzione grafica • velocità di stampa • funzioni ausiliarie – sistema di alimentazione – sistema di trascinamento 43

Altre unità periferiche di output • Plotter (tavolo da disegno elettronico) • Casse acustiche • Interfacce analogiche e digitali • Registratori di tessere magnetiche • Registratori di microfilm 44

Dispositivi di memoria 45

Memoria • Un’altra componente fondamentale della piastra madre sulla quale vale la pena di soffermarsi è la memoria. • La CPU ha bisogno di memoria esterna, di molta memoria esterna sulla quale conservare (nel solito formato digitale!) i dati di lavoro, le istruzioni dei programmi che sta eseguendo, e così via. • La memoria utilizzata dalla CPU può essere di vari tipi: – memoria ‘a portata di mano’, disponibile sulla piastra madre, e alla quale è dunque possibile accedere, in lettura e scrittura, in maniera molto veloce, e – memoria esterna alla piastra madre, sotto forma di dispositivi di memoria di massa come i floppy disk, i dischi rigidi, i CD-ROM, i DVD ecc. 46

Memoria interna: la RAM • • Ora concentriamoci su quella direttamente innestata nella piastra madre. A sua volta, essa può essere di vari tipi; il deposito più capiente è quello rappresentato dalla cosiddetta RAM (Random Access Memory), dove mentre usiamo il computer viene conservata, momento per momento, la gran parte dei dati sui quali stiamo lavorando e delle istruzioni relative ai programmi che stiamo usando. Nello schema della figura, la RAM viene inserita negli alloggiamenti (sockets) in basso a destra, subito sopra i connettori per disco rigido e lettore di floppy disk. 47

La RAM è volatile • La RAM è una memoria (volatile) di lettura e scrittura dove i dati si possono leggere e scrivere: i dati vengono conservati sotto forma di potenziali elettrici, e se spegniamo la spina (o se va via la corrente) vanno persi. • La RAM è paragonabile al piano di appoggio necessario a posare i vari oggetti in modo da poterli usare velocemente. • può essere anche paragonata ad uno sterminato foglio di carta sul quale possono essere registrati milioni di caratteri. • Tutte queste informazioni devono essere organizzate in qualche modo affinché sia possibile rintracciarle e leggerle correttamente. • A tale scopo la memoria viene suddivisa in tante celle elementari ciascuna identificata da un numero detto indirizzo. Ciascuna cella contiene 8 Bit che costituiscono 1 Byte (ma ne può contenere anche 16, 32, o 64). 48

Memoria interna: la cache Un altro tipo di memoria è la memoria cache: • si tratta di chip inseriti direttamente nella scheda madre e utilizzati per scrivere delle informazioni ricorrenti • il processore non dovrà cercarle nelle aree di memoria, bensì in queste porzioni di memoria superveloce (fino a 5 volte più rapida di quella tradizionale); • è situata tra il microprocessore e la memoria Ram. I dati seguono sempre il percorso RAM Cache Processore: • la memoria cache può essere vista come un deposito per la RAM. . 49

Memoria interna: ROM • E’ necessario però che sulla piastra madre sia presente, a disposizione della CPU, anche una parte di memoria non volatile, contenente una serie di informazioni fondamentali per il funzionamento del computer. • Ad esempio, le informazioni su quali siano i dispositivi presenti sulla piastra madre, e su come comunicare con essi. • Queste informazioni non possono essere date ‘dall’esterno’, perché senza di esse la stessa comunicazione con l’esterno è impossibile. • Non possono nemmeno essere volatili, perché se lo fossero scomparirebbero al momento di spegnere il computer, e alla successiva riaccensione non sapremmo più come reinserirle, dato che il computer stesso non ‘ricorderebbe’ più come fare per comunicare con l’esterno. 50

IL BIOS: memoria ROM • Le informazioni devono dunque essere a portata di mano, sulla piastra madre, e conservate da una memoria non volatile. • Si tratta del cosiddetto BIOS, Basic Input-Output System. • La memoria non volatile che conserva questi dati è in genere considerata memoria a sola lettura, o memoria ROM (Read Only Memory), anche se ormai questa denominazione è inesatta: si usano infatti sempre più spesso a questo scopo moduli di memoria non volatile 'aggiornabili' in caso di necessità (flash memory). • Nello schema della figura, la memoria che contiene il BIOS si trova sulla sinistra, subito sotto gli slot ISA. 51

Riepiloghiamo la memoria interna La memoria interna del computer è fondamentalmente di 2 tipi: • La RAM ( Random Access Memory ), che è volatile • La ROM ( Read Only Memory ) che contiene il BIOS ( Basic Input Output System ): non è modificabile dall’utente 52

Misurare la memoria • Come si misura, la memoria di un computer? L’unità di misura fondamentale dell’informazione è il bit, che corrisponde alla quantità di informazione convogliata dalla scelta fra due sole alternative. • Con un solo bit di memoria possiamo rappresentare, ad esempio, lo stato di un singolo interruttore (acceso o spento), o un carattere di un linguaggio composto da due soli simboli. Per fare cose un po’ più interessanti serve molta più memoria! • Il passo successivo è il byte, che corrisponde a una ‘parola’ composta da otto bit. Un byte può ‘informarci’ sulla scelta fra 28 = 256 diverse alternative. • Può quindi rappresentare ad esempio un carattere scelto da un alfabeto di 256 simboli, un numero intero compreso fra 0 e 255, un colore scelto da una ‘tavolozza’ di 256 colori diversi, e così via. 53

Il sistema binario: il byte • Per rappresentare lettere (maius. /minus. ), caratteri spec. e le istruzioni è dunque necessario un grande numero di combinazioni • Ecco la ragione dell’utilizzo di raggruppamenti di 8 bit, che vengono chiamati byte(s) (octets in francese/ottetti in italiano ) • Con 8 bit, è possibile rappresentare la scelta fra 256 alternative diverse (28=256) • da 0000… …a 1111 • passando per tutte le combinazioni intermedie (00000001, 00000010, …) • Il byte è l’unità minima che può essere indirizzata nelle memorie del computer • Il raggruppamento di 8 bit ha il vantaggio di essere una potenza di 2 ( la logica dell’elaboratore è di tipo binario ) 54

Informazione in formato digitale Un semplice esempio : l’interruttore • Due sole possibilità: • acceso • spento 55

Informazione in formato digitale Nel caso del testo, faremo corrispondere diverse combinazioni di 8 bit a caratteri diversi Ad esempio: • 0000 A • 00000001 B • 00000010 C • 00000011 D • 00000100 E …. e così via 56

Risultato • Il risultato? Una stringa di caratteri sarà rappresentata dal computer come una successione di gruppi di 8 bit O 01001111 G G 01000111 I 01001001 00100000 P I O V E 01010000 01001001111 01010110 01000101 57

Tabella di codifica dei caratteri Costruiremo cioè una TABELLA DI CODIFICA DEI CARATTERI che associ caratteri alfanumerici a gruppi di 8 bit • Il codice ormai diventato standard per i caratteri alfanumerici è il codice ASCII (“American Standard Code for Information Interchange”). • Un carattere di cui si abbia bisogno e che non compare sulla tastiera può sempre essere ottenuto ricorrendo appunto ai codici ASCII, premendo il tasto ALT e battendo il numero con il tastierino numerico sulla destra della tastiera. • Si provi, ad esempio ad ottenere i caratteri sotto indicati (qualunque manuale dell’MS-DOS riporta una tavola completa dei caratteri ASCII): ALT + 21. . . § ALT + 123. . . { ALT + 141. . . ì ALT + 35. . . # ALT + 148. . . ö ALT + 126. . . ~ 58

Unità di misura dell’informazione • • Nel campo del digitale è la numerazione binaria, non quella decimale, a fare da padrona. Le unità di misura dell’informazione utilizzate, in ordine di grandezza crescente, sono: - il kilobyte (Kb = 2 alla 10 a = 1. 024, circa mille byte - normalmente si legge “kappa”), - il megabyte (Mb = 2 alla 20 a = 1. 048. 576, circa un milione di byte normalmente si legge “mega”), - il gigabyte (Gb = 2 alla 30 a = 1. 073. 741. 824, circa un miliardo di bytenormalmente si legge “Giga”). • Per dare un’idea concreta del significato di queste entità basti ricordare che • una cartella dattiloscritta in termini di memoria occupata richiede circa 2 Kb e che quindi • in un dischetto da 720 Kb possono entrare circa 350 cartelle dattiloscritte, • in un hard disk da 40 Mb ne possono essere contenute circa 20. 000, • in un CD-ROM da 600 Mb, circa 300. 000 (purché senza immagini perché queste richiedono molto più spazio). 59

Memoria esterna/memorie di massa • La memoria RAM interna al computer diventa sempre più ampia (sono ormai frequenti personal computer equipaggiati con 64 o 128 Mb di RAM), • ma come abbiamo accennato si tratta di una memoria volatile, che non è dunque in grado di conservare in maniera permanente dati e programmi. • Per mantenere in memoria dati e programmi è bene disporre di depositi di memoria ancor più grandi, dato che vogliamo conservarvi tutti i programmi e tutti i dati che desideriamo avere a nostra disposizione, e non solo quelli che utilizziamo in un dato momento. • A questa esigenza rispondono i cosiddetti dispositivi di memoria di massa: disco rigido, floppy disk, CD-ROM, DVD, nastri e cartucce di vario tipo. 60

Memoria di massa Su dischi: • Hard disk o disco fisso • Floppy disk o dischetto • CD-ROM ( Compact Disk Only Memory ) • CD-R Recordable (scrivibile) • CD-RW Rewritable (riscrivibile) • DVD ( Digital Versatile Disk ) • ZIP Disk Su nastro: • Data-cartridge (Nastri magnetici) di elevata capacità ( GB), riscrivibili e mobili 61

Le prestazioni del computer La velocità dei PC dipende da una serie di fattori: • • velocità della CPU dimensioni della memoria centrale velocità delle memorie di massa eventuali dispositivi per accelerare certi tipi di operazioni ( accel. grafico, accel. per il calcolo scientifico, …) • utilizzo contemporaneo di più programmi • frammentazione del disco rigido/ deframmentazione 62

La scelta di un computer In sintesi: • destinazione d’uso • ambiente operativo già noto (Windows/Mac…) • tipo di PC: tower, minitower, desktop, portatile • caratteristiche del sistema centrale: • • • Caratteristiche delle unità periferiche: • • • Velocità CPU Dimensione memoria Capacità hard disk possibilità di espansioni video stampante modem. . . Software necessario costo 63

Il software 64

Dall’hardware al software • Fino a qui, abbiamo parlato soprattutto di componenti fisiche del computer, il cosiddetto hardware. • Sappiamo però che il funzionamento di un computer non dipende solo dall’hardware ma anche, e in maniera determinante, dai programmi che il computer è in grado di eseguire, il cosiddetto software. • In un certo senso, il software ‘dà vita’ all’hardware. 65

Tipi di software Per funzionare il computer ha bisogno di 2 categorie di software: • Il software di sistema, che ha il compito di garantire l’esecuzione delle funzioni di base del PC ( fornito come corredo all’hardware) • Il software applicativo, che ha il compito di risolvere specifici problemi dell’utente 66

Il software più importante: il sistema operativo • Di una categoria di software, tuttavia, è bene parlare subito, almeno in termini generali: si tratta dei cosiddetti sistemi operativi (operating systems). • Abbiamo già visto che il BIOS comprende una programmazione di base che mette il processore in grado di ‘conoscere’ le principali componenti installate sul computer e di comunicare con esse; • attraverso l’aiuto del BIOS il computer ‘riconosce’ ad esempio l’esistenza del lettore di floppy disk e del (o dei) dischi rigidi. • Se il BIOS ha in un certo senso il compito di rendere il nostro computer ‘cosciente di sé’ e capace di far circolare informazione al proprio interno, esso tuttavia non svolge se non in piccola parte un altro compito essenziale: quello di rendere il computer capace di comunicare con noi, ovvero con l’utente. 67

Comunicare con l’utente • Non è un compito facile. Infatti, non vogliamo semplicemente rendere il PC capace di riconoscere le istruzioni impartite da un esperto informatico ( come nel caso del programmatore, che progetta e codifica nuovi programmi applicativi, con SW di programmazione) • Il nostro obiettivo è più ambizioso: costruire un ambiente di lavoro che permetta anche a un non esperto di interagire col computer in maniera semplice e intuitiva. • Non ci basta insomma che il computer sia in grado di comunicare con noi: vogliamo, per quanto possibile, che esso impari a comunicare con noi ‘usando la nostra lingua’, usando cioè convenzioni di comunicazione per noi familiari e intuitive. • Il sistema operativo ha proprio questa funzione fondamentale: fornire l’interfaccia-utente, oltre, naturalmente, a gestire e controllare le risorse e le attività del computer 68

Software di sistema: gli inizi. . . • All’inizio, i sistemi operativi erano basati sull’idea della comunicazione linguistica; • Il primo sistema operativo usato sui PC IBM compatibili fu il DOS ( Disk Operating System della Microsoft), caratterizzato da un’interfaccia a comandi, di utilizzo non facile • I sistemi operativi a caratteri, come MS-DOS o UNIX, si basano appunto sull’idea che l’utente impartisca i propri comandi in forma ‘scritta’, utilizzando la tastiera. Così ad esempio in DOS – per la visualizzazione dell’indice del contenuto di un dischetto si usa il comando ‘dir’, – per la preparazione di un dischetto vergine si usa il comando ‘format’, – per la visualizzazione e la modifica della data e dell’ora di sistema si usano rispettivamente i comandi ‘date’ e ‘time’, e così via. 69

Software di sistema: il seguito • Evoluzione dei sistemi operativi: dalle interfacce a caratteri alle cosiddette interfacce ad icone o grafiche (GUI, Graphical User Interface). • Il primo sistema operativo con una interfaccia grafica è stato sviluppato negli anni ’ 70 nei laboratori di Palo Alto della Xerox, ma la loro diffusione si deve soprattutto ai computer Apple: prima l’ormai dimenticato Apple Lisa, poi, a partire dal 1984, il diffusissimo Macintosh hanno adottato sistemi operativi ad icone che hanno fatto scuola. • Interfacce grafiche ad icone avevano anche il Commodore Amiga – un computer che è stato fra i più interessanti ed avanzati prodotti dell’industria informatica degli anni ’ 80 -, l’Atari ST, e uno dei primi computer basati su un processore RISC, l’Acorn Archimedes. • Ben presto anche IBM e Microsoft hanno seguito la tendenza: la prima con il sistema operativo OS/2, la seconda con le varie versioni di Windows, al momento il sistema operativo largamente più diffuso. 70

Windows: icone, finestre e menu • L’interfaccia grafica di Windows è caratterizzata da icone, finestre di dialogo e menu – Le icone rappresentano applicazioni, documenti, cartelle o dispositivi. – Le finestre di dialogo sono associate a molti comandi di menu per consentire all’utente di specificare meglio le operazioni richieste al sistema. – Le barre dei menu servono solo a mostrare ciò che l’applicazione mette a disposizione dell’utente 71

I vantaggi dell’interfaccia G. U. I • Con l’uso della GUI l’utente non utilizza più comandi del tipo: del documen 1. txt (cancella il file di nome documen 1 avente il formato testo) • La stessa operazione viene simulata sul video, trascinando con il mouse l’immagine del file documen 1 sull’icona del Cestino • I vantaggi della GUI possono essere così riassunti: • Uso di simboli di facile comprensione • Non è necessario ricordarsi parole o sigle di comandi (stringhe) • Le icone sono le stesse in programmi diversi e diventano, quindi, uno standard 72

Il S. O. in sintesi • Il sistema operativo è dunque il primo e più importante programma (a rigore non si tratta ormai più di un programma singolo, ma di un insieme integrato di programmi e strumenti) a disposizione del computer. • Ecco perché, una volta presa ‘coscienza di sé’ attraverso l’acquisizione delle informazioni contenute nel BIOS, la prima operazione compiuta dal computer all’accensione è il caricamento del sistema operativo, presente in genere sul disco rigido. • Ora il PC è pronto per far funzionare le cosiddette applicazioni o software di base , che trasformano il PC in una macchina con funzionalità specifiche: videoscrittura, grafica, calcolo, videogiochi. . 73

Software applicativo: gli inizi. . . • All’inizio, i più diffusi software di base /programmi per computer ricadevano in poche categorie abbastanza determinate: • programmi di calcolo di vario genere, utilizzati soprattutto per il lavoro scientifico, • giochi (non sottovalutate mai l’importanza dei giochi: si tratta del campo in cui sono state sperimentate per la prima volta alcune fra le tecnologie più innovative, un campo che si è rivelato decisivo per la diffusione di massa dei personal computer, in particolare fra bambini e ragazzi), • programmi di videoscrittura (word processor), • fogli elettronici (spreadsheet; si tratta dei programmi utilizzati per creare tabelle di dati, in genere numerici: ad esempio, un bilancio contabile), • programmi per la creazione e gestione di ‘schedari’, ovvero basi di dati (i cosiddetti database). 74

Software applicativo: il seguito. . . Col tempo, e con il miglioramento delle capacità dei computer, queste categorie si sono moltiplicate, tanto da rendere ormai praticamente impossibile una classificazione esaustiva dei vari tipi di software esistente. • Ricordiamo solo, al volo: • programmi grafici, • programmi di manipolazione sonora e di manipolazione video, • programmi di comunicazione, • programmi per la navigazione su Internet, • programmi didattici, • editoria multimediale, e così via. 75