Architettura del Computer Impiego nella vita quotidiana Argomenti

Architettura del Computer Impiego nella vita quotidiana

Argomenti 1. 2. 3. 4. 5. Concetti generali Hardware Software Le reti informatiche Il computer nella vita di ogni giorno 2

I. C. T. (Information and communication technology) INFORMATICA TELECOMUNICAZIONE INFORMazione autom. ATICA INFORM Scienza che si occupa di raccogliere, organizzare, conservare e distribuire le informazioni tramite sistemi automatici di elaborazione dei dati (computer) 3

Pregi e difetti del computer n n n n Versatilità 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 n n n Mancanza di intelligenza autonoma Mancanza di creatività Difficoltà ad affrontare problemi nuovi Difficoltà nei lavori non ripetitivi Difficoltà a gestire informazioni non strutturate Possibilità di guasti 4

Componenti di un sistema informatico Hardware Software Parte fisica Componenti logiche Componenti fisiche (elettroniche e meccaniche) di un computer Istruzioni eseguite dal computer (programmi) e dati/informazioni elaborate 5

L’hardware

I Personal Computer (PC) Nati per l’uso personale Computer IBM compatibili 2 tipi computer da tavolo Computer portatili (desktop) (notebook) 7

Mainframe e minicomputer n n n Grandi dimensioni Elevata potenza Molto costosi e sofisticati n n Potenza medio-alta Dimensioni e costi inferiori rispetto ai mainframe Utilizzati da diversi utenti tramite terminali 8

Terminali e network computer Terminali n n Apparecchiature composte da video e tastiera Possono essere stupidi (non hanno capacità elaborative proprie) o intelligenti (sono dotati di capacità elaborative propria) Network computer n n n Computer utilizzati per la connessione in rete Sono privi di risorse proprie Utilizzano risorse di computer e reti a cui sono collegati 9

Computer di recente introduzione Workstation n Computer da tavolo con aspetto e dimensioni di un PC Elevate potenze di calcolo e prestazioni grafiche Utilizzate da grafici e progettisti Palmari (PDA) n n Dimensioni tascabili Peso di 300 -400 gr. Non possiedono dischi o supporti magnetici Funzioni di agenda elettronica, invio e ricezione fax e e-mail, navigazione. 10

Riepilogo sui tipi di computer Classe Prestazioni Costo Impiego N. utenti Mainframe Elevato Sistema aziendale Elevato Minicomputer Medie Medio Sistema dipartimentale o sistema aziendale per medie aziende Medio Workstation Medie Medio Sistema individuale per applicazioni “pesanti” Uno PC Basse Basso Sistema individuale Uno Notebook Basse Basso Sistema individuale portatile Uno Network computer Basse Basso Sistema individuale collegato con altri computer Uno PDA Bassissime Bassissimo Sistema tascabile Uno 11

L’idea del computer Realizzare una macchina che non esegua solo alcune operazioni predeterminate ma che fosse di uso generale (general purpose), ovvero programmabile La macchina non deve ricevere solo dati da elaborare, ma anche istruzioni 12

Modello logico di un computer (Von Neumann) Esegue tutte (o quasi) le operazioni effettuate da un computer e controlla tutto ciò che avviene al suo interno Bus Processore Memoria centrale Contiene le istruzioni che il processore deve eseguire, i dati su cui operare e i risultati ricavati 13

Modello logico di un computer (Von Neumann) Memoria centrale Processore Bus I/O I/O Consentono di immettere dati e/o comandi (input) e di ottenere risposte e risultati (output) 14

Il processore (CPU) Central Processing Unit A. L. U. C. U. (Arithmetic Logical Unit = Unità logico-aritmetica) ha il compito di eseguire le operazioni aritmetica e logiche sui dati. C. U. (Control Unit = Unità di controllo) ha il compito di supervisionare il funzionamento della macchina nel suo complesso 15

Prestazioni del processore M. I. P. S. Hertz (Hz) (Million Istruction Per Second = Milioni di istruzioni al secondo) (Numero di cicli al secondo) Sono più utilizzati due suoi multipli, il Mega. Hertz (MHz) MHz e il Giga. Hertz (GHz): GHz 1 MHz circa 1. 000 Hz 1 GHz circa 1. 000 Hz 16

La memoria centrale n È detta anche RAM (Random Access Memory – Memoria ad accesso casuale o diretto) n È una memoria veloce n È volatile o temporanea (quando si spegne il computer il suo contenuto viene cancellato) 17

La scheda madre (Motherboard) n n n Processore RAM ROM-BIOS Porte Connettori del bus 18

La memoria ROM n È una memoria a sola lettura (ROM = Read Only Memory) n È una memoria veloce n Contiene il BIOS (Basic Input Output System), che gestisce le funzioni di I/O n È una memoria permanente (il contenuto non si cancella quando il computer viene spento) 19

Le porte n n n n Seriale (COM 1 e COM 2, usate per mouse, modem, …) Parallela (LPT 1 e LPT 2, usate per le stampanti) PS/2 (tastiera e mouse) USB (Universal Serial Bus, numerose tipi di periferiche) Firewire (periferiche particolarmente veloci e sofisticate) Ir. DA (Infrared Data Association) SCSI (Small Computer System Interface) 20

Connettori del bus n ISA (Industry Standard Architecture – standard vecchio e lento) n PCI (Peripheral Connector Interface - usato per la maggior parte delle schede interne) n AGP (Advanced Graphics Peripheral – usato per la scheda video) 21

Tastiera Consente di digitare comandi o di scrivere testi Esistono diversi tipi di tastiere, che hanno diverse disposizioni dei tasti. La più diffusa in Italia viene indicata con la sigla QWERTY 22

Mouse Dispositivo di puntamento che consente di spostare un puntatore (freccetta) sullo schermo ed eseguire alcuni comandi premendo dei tasti Sostituti del mouse: Trackball: sfera incastrata in posizione fissa, che viene fatta ruotare con la mano per muovere il puntatore. Touchpad: superficie piana sensibile al tatto; facendo scorrere il polpastrello su di essa si determina il movimento del puntatore. 23

Scanner Dispositivo che consente di digitalizzare un’immagine o un documento stampato e di acquisirlo come file all’interno del computer. È spesso utilizzato insieme a: programmi di fotoritocco, per elaborare immagini fotografiche OCR (Optical Character Recognition), programmi di riconoscimento dei caratteri, che permettono di trasformare l’immagine del testo letto con lo scanner in una sequenza di caratteri da trattare con un programma di elaborazione testi 24

Altri dispositivi di input n Microfono (usato per registrare suoni, impartire comandi vocali, creare testi tramite dettatura, …) n Fotocamera digitale (macchina fotografica digitale) n Webcam (piccola telecamera) n Lettore di codici a barre (o penna ottica) n Joystick (usato nei giochi per muoversi ed effettuare delle azioni) n Tavoletta grafica (usata per produrre disegni da memorizzare o elaborare a computer) 25

Monitor (o schermo video o display) Visualizza lo stato del computer e/o dei programmi, e il risultato dell’elaborazione Tecnologie più utilizzate: CRT (Cathode Ray Tube): monitor classici con tubo a raggi catodici LCD (Liquid Cristal Display): monitor a cristalli liquidi di recente introduzione 26

Parametri dei monitor n Dimensione, espressa in pollici e misurata lungo la diagonale n Risoluzione (quantità di punti in cui è suddiviso lo schermo, es. 1024 x 768), misurata in pixel (picture element) n Gamma dei colori rappresentabili n Frequenza di scansione dell’immagine (numero di volte al secondo in cui l’immagine viene rinnovata), misurata in hertz 27

Stampante Consente di stampare su carta i risultati di un’elaborazione (testi, immagini, …) Tecnologie utilizzate: Aghi (ad impatto): stampanti vecchie, attualmente usate solo se si ha bisogno di stampati in ricalco Getto d’inchiostro: stampanti a basso costo, con ottima qualità grafica Laser: stampanti più costose, con elevata velocità di stampa e ottima qualità testo. 28

Altri dispositivi di output n Altoparlanti e cuffie (consentono di riprodurre suoni) n Plotter (dispositivo per disegno tecnico, costituito da penne di diversi colori che vengono pilotate dal computer per comporre disegni su un foglio di carta) n Sintetizzatori vocali (consentono di riprodurre la voce umana per la lettura di testi) 29

Dispositivi di input e output Dispositivi che svolgono sia la funzione di input che quella di output, come ad esempio: Touchscreen: Touchscreen schermo sensibile al tatto, utilizzato per inviare informazioni o comandi Modem: Modem dispositivo utilizzato per la connessione ad Internet tramite linea telefonica 30

Dispositivi di memoria Tipi di memorie Memorie veloci Memorie di massa Dispositivi magnetici Dischi RAM ROM Hard disk Floppy disk Pen drive Dispositivi ottici Nastri Data cartridge CD DVD 31

Unità di misura della capacità di memoria L’informazione elaborata da un computer deve essere rappresentata tramite dispositivi che possono assumere 2 stati L’alfabeto informatico è formato da 2 simboli: 0 e 1 32

Bit e byte Una cifra binaria (0 o 1) viene definita Bit (Binary digit) Bi Una stringa di 8 bit viene definita Byte Memorizza un carattere 0 1 0 0 1 1 0 1 33

Multipli del byte Kilobyte Megabyte Gigabyte Terabyte (KB) = 1024 (210) byte (circa 1000) (MB) = 1024 KB = 1024*1024 (220) byte (circa 1 milione) (GB) = 1024 MB = 1024*1024 KB = 1024*1024 (230) byte (circa 1 miliardo) (TB) = 1024 GB = 1024*1024 MB … 34

L’hard disk (o disco fisso o rigido) n È il dispositivo di memoria più capiente (decine o centinaia di GB) n È il dispositivo di memoria di massa più veloce. Le prestazioni dipendono dal tempo medio di accesso, espresso in millisecondi (ms) e dalla velocità di rotazione, espressa in giri al minuto (rpm = rotation per minute) n È presente su ogni computer, si trova all’interno dell’unità centrale e non è estraibile (per questo è detto disco fisso) 35

Il floppy disk n Supporto rimovibile di capacità limitata (1, 44 MB) n Viene letto e scritto tramite un apposito drive (lettore) presente su tutti i computer n Utilizzato per il trasferimento di file di piccole dimensioni 36

Pen Drive n Memoria magnetica rimovibile n Capacità: fino a 64 GB n Collegati tramite porta USB n Utilizzati per trasferimento/portabilità dei dati 37

Supporti ottici n 2 tipi principali: CD (Compact Disk) e DVD (Digital Versatile Disk) n Vengono letti da appositi lettori e scritti da masterizzatori, con una tecnologia che fa uso del laser n Capacità: 650 -700 MB per i CD e 4, 7 -17 GB per i DVD 38

I nastri (Data Cartridge) n Cartucce simili a videocassette n I dati sono registrati uno di seguito all’altro, in modo sequenziale n È il dispositivo di memoria più lento, proprio a causa dell’accesso sequenziale n Sono utilizzati per il backup dei dati 39

Riepilogo memorie Tipo Funzione Capacità Velocità Aggiornamento Volatilità Trasferibilità RAM Elaborazione Bassa (256 - 1024 MB) Alta ROM Avvio Bassissima (KB) Alta Hard disk Archiviazione Alta (GB) Media Floppy disk Conservazione Trasferimento Bassa (1, 44 MB) Bassa CD-ROM Trasferimento Media (650 -700 MB) Media DVD-ROM Trasferimento Alta (4, 7 -17 GB) Media Pen Drive Trasferimento Alta (fino a 64 GB) Media Data cartridge Backup Alta (GB) Bassa 40

Prestazioni (e qualità) di un PC Processore RAM Hard Disk Scheda video Tipo (Pentium, Celeron, …) Frequenza (MHz o GHz) Capacità (MB) Capacità (GB) Velocità di rotazione (rpm) Processore grafico Quantità di memoria (MB) Dimensione (pollici) Monitor Risoluzione (pixel) Gamma colori Frequenza di refresh (Hz) Tipo (aghi, getto d’inchiostro, laser, …) Stampante Velocità di stampa (ppm = pagine al minuto) Risoluzione (dpi = dot per inch – punti per pollice) 41

Il software

Funzione del software Il computer è una macchina di uso generale, può eseguire un gran numero di operazioni diverse, ma non è predisposto per eseguire alcuna operazione. Per farlo funzionare bisogna fornirgli l’insieme di istruzioni che servono per fargli svolgere un determinato compito, cioè un … Programma 43

Classificazione del software Tipi di software Software di base (o di sistema) Programmi che consentono di gestire le risorse del computer Software applicativo Programmi che permettono all’utente di eseguire compiti specifici 44

Il Sistema Operativo (S. O. ) n È il più importante tra i software di base n È indispensabile per il funzionamento della macchina n Viene caricato in memoria centrale all’accensione del computer 45

Compiti del S. O. 1. Gestire e 2. Fornire controllare le all’utente risorse HW e un’interfaccia SW del con cui computer operare 46

Interfacce utente Tipi di interfaccia A linea di comando (o a caratteri, o testuale) Grafica G. U. I. (Graphic User Interface) 47

L’interfaccia a caratteri È costituita da una schermata nera e i comandi vengono impartiti scrivendoli con la tastiera, utilizzando il linguaggio dei comandi specifico del S. O. C: > copy lettera. txt a: Svantaggi: Bisogna conoscere la sintassi dei comandi, che a volte è complessa È molto facile sbagliare a scrivere un comando, e a volte è difficile capire dove sta l’errore 48

L’interfaccia grafica È costituita da vari simboli grafici (icone, finestre, menù, …) e i comandi vengono prevalentemente impartiti puntando un oggetto col mouse e premendo un tasto o trascinando l’oggetto Vantaggi: Le operazioni sono più intuitive rispetto ad un linguaggio di comandi I simboli sono di facile comprensione 49

Sistemi operativi MS DOS n MS Windows (95, 98, ME, NT, 2000, XP, Vista, Seven, etc. ) n Unix n Linux n Mac OS n 50

Il SW applicativo Una Applicazione è che un programma finalizzato a gestire in forma elettronica un campo dell'attività umana 51

Alcuni esempi di applicazioni Tipi di SW General purpose Office Automation (Automazione d’ufficio) Elaborazione testi Fogli di calcolo Database Strumenti di presentazione Special purpose Appicazioni aziendali Contabilità Gestione magazzino Fatturazione Gestione personale … 52

Le reti informatiche

Vantaggi della connessione n Comunicazione personale/aziendale. n Condivisione risorse Hardware. n Condivisione di dati (archivi, file, cartelle) 54

Collegamenti P 2 P e reti 2 computer 3 o più computer Collegamento point Rete di computer (o peer to peer o punto a punto) 55

Tipi di rete LAN Local Area Network Rete locale MAN Metropolitan Area Network Rete metropolitana WAN Wide Area Network Rete geografica 56

Le LAN n Connettono apparecchiature su brevi distanze (all’interno di un edificio o tra edifici adiacenti). n Utilizzano cavi e hardware dedicati. n Velocità di comunicazione tipica: 100 Mbps. 57

MAN e WAN n Connettono computer e reti locali distanti, su territorio cittadino (MAN), nazionale o continentale (WAN). n Composte da grandi linee di comunicazione che connettono un vasto territorio (rete telefonica, rete ISDN, …). n Velocità di comunicazione inferiori a quelle delle LAN. 58

La linea telefonica n n n È indicata con la sigla PSTN (Public Switched Telephone Network) È di tipo analogico (il segnale può assumere tutti i livelli di tensione compresi tra un minimo e un massimo) e a commutazione di circuito Occorre che sul computer sia presente un modem (modulatore/ demodulatore) per il collegamento mo dem Bassa velocità di trasmissione (max 56 Kbps) È possibile raggiungere velocità superiori grazie alla tecnologia ADSL (Asymmetrical Digital Subscriber Line) 59

La linea ISDN (Integrated Service Digital Network) n n n È una linea digitale (il segnale può assumere due livelli di tensione corrispondenti ai bit 0 e 1) Occorre che sul computer sia presente un adattatore per il collegamento Consente velocità superiori rispetto alla linea telefonica (300 Kbps) 60

Internet n È un collegamento tra le reti di tutto il mondo (la rete delle reti) n È l’erede della rete ARPANET, creata negli USA negli anni ‘ 60 n Le regole di comunicazione sono definite dal protocollo TCP/IP (Trasmission Control Protocol / Internet Protocol) 61

Intranet n Rete interna ad una azienda (locale) che utilizza il protocollo TCP/IP per la comunicazione n Le informazioni non sono accessibili all’esterno, neppure se la rete è connessa ad Internet n Consente ai dipendenti di un’azienda di accedere alla rete aziendale anche da postazioni remote. 62

Extranet n È una rete aziendale aperta all’esterno (ma solo a coloro che sono autorizzati all’accesso), che usa il protocollo TCP/IP per la comunicazione n È tipicamente utilizzata da clienti e/o fornitori per effettuare transazioni n Non è liberamente accessibile dall’esterno, neppure se collegata ad Internet 63

Il World Wide Web (WWW) n È un servizio di collegamento a dei nodi (siti) per ottenere informazioni e servizi n È costituito da un gran numero di schermate o documenti (pagine web), che contengono collegamenti ad altre pagine n Le pagine vengono composte tramite il linguaggio HTML (Hyper Text Markup Language), e sono “navigabili” tramite appositi programmi detti browser 64

La posta elettronica (e-mail) n Servizio di trasmissione di messaggi n Consente una comunicazione molto veloce tramite messaggi di testo n Consente di inviare qualsiasi tipo di informazione (testo, immagini, suoni, sequenze filmate, …) memorizzata su un computer n Per usufruirne bisogna avere una casella di posta elettronica 65

Il computer nella vita di ogni giorno

In azienda o ufficio Elaborazione testi Foglio elettronico Automazione d’ufficio (Office Automation) Presentazioni Database Desktop Publishing Grafica Amministrazione Applicazioni gestionali Gestione contabilità Gestione magazzino Gestione personale 67

Automazione d’ufficio n Microsoft OFFICE (a pagamento) n ma anche Open OFFICE (gratuito) 68

WORD (ELABORATORE TESTI) Microsoft Word è un programma di videoscrittura prodotto da Microsoft n La funzione principale è la FORMATTAZIONE del testo n Presenta inoltre funzioni che consentono di creare documenti visivamente gradevoli senza essere grafici esperti. n Il programma include poi funzioni di disegno di base, con le quali si possono fare semplici forme sia 2 D che 3 D; comprende anche la funzione Word. Art, che si può utilizzare per fare dei titoli colorati con effetti 3 D, personalizzabili. Si possono anche inserire nel documento immagini, fotografie e Clip. Art. 69

EXCEL (FOGLIO ELETTRONICO DI CALCOLO) (1) Microsoft Excel è un programma dedicato alla produzione ed alla gestione dei fogli elettronici di calcolo prodotto da Microsoft n costituito da un insieme di celle, organizzate in righe e colonne (tipo battaglia navale), atte a memorizzare dati ed effettuare operazioni matematiche 70

EXCEL (FOGLIO ELETTRONICO DI CALCOLO) (2) Microsoft Excel è un programma dedicato alla produzione ed alla gestione dei fogli elettronici di calcolo prodotto da Microsoft n Altra funzione importante è la creazione di GRAFICI che permettono di rappresentare visivamente delle informazioni, agevolandone la lettura 71

POWERPOINT (PRESENTAZIONI) Microsoft Power. Point è un programma dedicato alla produzione di presentazioni multimediali prodotto da Microsoft n È utilizzato principalmente per proiettare e quindi comunicare su schermo, progetti, idee, e contenuti potendo incorporare testo, immagini, grafici, filmati, audio e potendo presentare tutto questo con animazioni di alto livello. n Le presentazioni sono suddivise in slide (diapositive) 72

ACCESS (DATABASE) Microsoft Access è un programma dedicato alla gestione di basi di dati (database) di tipo relazionale prodotto da Microsoft n n La funzionalità principale è archiviare e gestire dati in maniera strutturata ed organizzata; I campi di utilizzo molteplici: dalla semplice creazione di una rubrica elettronica per la gestione e l'archiviazione di indirizzi e numeri telefonici, alla gestione delle vendite, del parco clienti o fornitori, dall'aggiornamento e gestione di un magazzino alla gestione della contabilità o all'analisi di dati statistici, dalla creazione di un qualsiasi tipo di archivio con la possibilità di inserirvi anche immagini, foto o suoni, etc. 73

PUBLISHER (DESKTOP PUBLISHING) Microsoft Publisher è un programma dedicato al ”desktop publishing” prodotto da Microsoft n Il desktop publishing (termine mutuato dall'inglese), in sigla DTP, è l'insieme delle procedure di creazione, impaginazione e produzione di materiale stampato dedicato alla produzione editoriale (come libri, giornali, riviste o dépliant), usando un personal computer. n Differisce da Microsoft Word nell'essere più orientata verso la grafica e l'aspetto estetico invece che basarsi maggiormente sul testo 74

Grafica e fotoritocco n I software per l'elaborazione e la manipolazione di immagini sono tutti quei programmi tramite i quali è possibile effettuare operazioni di editing digitale sia a livello professionale che amatoriale. n Il capostipite di questo settore è il famoso Adobe Photo. Shop che, tra gli strumenti di fotoritocco, è quello più utilizzato (pur non essendo gratuito), caratterizzato da una varietà di funzioni disponibili, tramite le quale è possibile modificare fotografie ed immagini usufruendo di molteplici strumenti di ritocco, aggiungere sfondi o effetti grafici, ritagliare, inclinare, ridurre o ingrandire una foto, modificarne la risoluzione, unire più immagini in un solo livello o applicare filtri predefiniti per modificare l'immagine originale. n Oggi per eseguire le comuni operazioni di fotoritocco e manipolazione delle immagini è sufficiente utilizzare software freeware o opensource, poichè sono diventati sempre più completi e professionali (es. GIMP). 75

Nella produzione industriale n CAD (Computer Aided Design – progettazione assistita): realizzazione di progetti tramite appositi programmi n CAM (Computer Aided Manufacturing): controllo e automazione delle linee di produzione n Gestione delle scorte 76

Nell’istruzione / formazione n CBT (Computer Based Training – sistemi di apprendimento o autoistruzione tramite computer): formazione su misura, in base alle proprie esigenze, conoscenze e ritmi n Distance-learning (Istruzione o formazione a distanza): corsi di formazione fruibili tramite Internet 77

Programmi web-based n Le applicazioni web-based oggi concorrono ad implementare in tutto o in parte soluzioni software, ad esempio Motori di ricerca, Social Network, CMS, Webmail, e-commerce, web forum, blog 78