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INFORMATICA GENERALE - CAPITOLO 1 Il modulo Computer Essentials definisce le
competenze fondamentali ed i concetti principali relativi alle tecnologie dell'informazione, computer, periferiche e software indicando le modalità per utilizzare il computer in modo efficiente. Con il termine ICT si indicano tutti gli oggetti utilizzati quotidianamente in un lavoro di tipo informatico, in particolare si intende lo studio dei metodi per memorizzare ed elaborare le informazioni del punti di vista informatico e l'applicazione nella vita quotidiana. ICT investe un campo ampissimo: dalla programmazione dei computer, alla loro costruzione, ma anche l'uso dell'informatica nella pubblica amministrazione, nel lavoro, istruzione (si parla di CBT, Computer Based Training), etc. In ogni settore della quotidianità l’uso del computer può risultare utile. Per quanto riguarda i servizi internet , oltre alla classica navigazione nel web alla ricerca di informazioni, possiamo indicare un settore che è stato profondamente modificato come la vendita di beni, con l'avvento del commercio elettronico o e-commerce. Per realizzare l’e-commerce un'azienda crea un proprio sito internet che diventa un vero e proprio negozio elettronico, virtuale: quindi un sito dove la merce viene esposta con immagini, video, testi descrittivi e link. Chi visita il sito può selezionare i prodotti che gli interessano con un clic del mouse e depositarli in un carrello della spesa virtuale, effettuare quindi acquisti on line. Il pagamento avviene tramite carta di credito, prepagata, bonifico, a volte alla consegna. Il recapito della merce è gestito da corrieri postali di fiducia. Un altro servizio internet è l’ e-banking , l'opportunità offerta a tutti gli utenti bancari di effettuare operazioni di visualizzazione dati bancari (informative) e di transazione (acquisto/vendita) monetarie attraverso la connessione internet. Con l’internet banking si ha la possibilità di effettuare le principali operazioni bancarie comodamente da casa propria, dall’ufficio o in viaggio. Se ne fa sempre più largo uso perché è facile da gestire, si ha la banca sempre a disposizione nella massima sicurezza e si risparmia tempo evitando di recarsi fisicamente allo sportello. L’introduzione di questo sistema, oltre ad interessare le banche già esistenti, ha permesso la nascita di banche totalmente on-line. Queste non hanno degli sportelli dislocati sul territorio nazionale o ne hanno pochissimi: gestiscono i fondi on line e praticano condizioni d’interesse spesso migliori rispetto a quelle praticate sui conti correnti delle banche “tradizionali” in quanto hanno meno costi. Lo svantaggio risiede nei rischi di violazione del proprio conto corrente se qualcuno riesce a carpire i codici di accesso personali al servizio. Ricordiamo anche l’ e-government , l'informatizzazione della pubblica amministrazione: uffici e sportelli di ministeri e di enti pubblici raggiungibili direttamente da casa attraverso un computer collegato ad internet. Lo scopo è quello di ottimizzare il lavoro degli enti e di offrire agli utenti (cittadini ed imprese) sia servizi più rapidi, che nuovi servizi, attraverso, ad esempio, i siti web delle amministrazioni interessate. Con l’ e-learning si ha una metodologia didattica che offre la possibilità di erogare contenuti formativi elettronicamente attraverso internet. Non si possono dimenticare servizi internet come la posta elettronica (e-mail), la messaggistica istantanea (IM), blog e la chat. Le tecnologie ICT sono state ampiamente utilizzate nel settore della telefonia mobile. Con il telefono cellulare è possibile la comunicazione vocale, e scritta tramite gli SMS (dall'inglese Short Message Service) e gli MMS dall'inglese Multimedia Message. Lo Smartphone ha moltiplicato le funzioni possibili con la navigazione in internet e lo scambio di dati. Un altro settore profondamente modificato dall’ICT è quello delle applicazioni di produttività di ufficio: i programmi di produttività permettono di svolgere in modo più efficace, attraverso computer e altri dispositivi, diversi compiti. Quindi programmi come elaboratori di testi, fogli di calcolo, presentazioni, ecc. Altre tipologie sono:
- EDP (Electronic Data Processing): software che si occupa della gestione magazzino, contabilità, paghe etc.
- EIS (Executive information system): software in grado di fornire quadri sintetici sulla situazione aziendale.
- MIS (management information system): software che permette simulazioni di tipo statistico per una valutazione in proiezione dell’andamento dell’azienda
- DBMS (Data Base Management System): software che si occupa del trattamento elettronico dei dati aziendali.
CAPITOLO 2 - Tipi di computer e altri dispositivi digitali
Un sistema informatico è l’insieme di molte parti che cooperano per memorizzare e manipolare l’informazione. Studiare l’architettura di un sistema informatico significa individuarne le varie parti, comprenderne il principio generale di funzionamento ed intuire come le singole parti interagiscono fra di loro. Una prima, iniziale suddivisione di un sistema informatico viene fatta distinguendo due componenti separate ma mutuamente dipendenti. Con il termine hardware ( hard = rigido, duro; ware = materiale) si intende la parte fisica del computer, tutto quello che si può toccare (monitor, tastiera, masterizzatore DVD, hard disk, mouse, stampante). Questo, appunto, per distinguere dall’altro gruppo di componenti di un calcolatore, senza il quale non potrebbe funzionare, che è il software , cioè i dati e i programmi, le istruzioni che permetto al pc di eseguire i compiti. Con il termine computer si indicano apparecchiature informatiche basate su un medesimo modello teorico, ma con caratteristiche ed utilizzi molto diversi. Se si vuole rappresentare un elenco ordinato per dimensioni e potenza di calcolo dei vari tipi di calcolatori, si può considerare:
- Supercomputer Computer molto potenti che sfruttano le tecnologie più moderne e costose per poter elaborare con altissime velocità. Sono progettati per svolgere poche cose in modo velocissimo.
- Mainframe Sistema di grandi dimensioni, utilizzato spesso nelle reti di computer, che gestisce diverse centinaia di computer mettendo a disposizione le sue enormi memorie di massa e i suoi molti processori. A volte i computer collegati ad un mainframe non posseggono unità di memoria proprie o processori propri: per questo motivo sono chiamati terminali stupidi. Questa tipologia sta scomparendo. I mainframe sono diffusi, negli ospedali, nelle grandi aziende che devono mantenere notevoli quantità di dati in una unica sede ai quali devono accedere tutte le filiali periferiche.
- Minicomputer Si tratta di decine di calcolatori che accedono al sistema informatico: è lo stesso concetto dei mainframe in scala ridotta. Si trovano in realtà aziendali di piccole, medie dimensioni: anche in questo caso decine di terminali stupidi accedono alle risorse messe a disposizione. In realtà, questo tipo di sistemi va scomparendo, si sta trasformando in server, una macchina, cioè, a cui gli utenti si collegano non tramite terminali, ma attraverso pc dotati di scheda di comunicazione.
- Workstation PC con capacità di elaborazione, memorizzazione, grafiche e costo superiori a quelle di un pc standard. La definizione rende già l’idea di quanto sia difficile distinguere un PC di fascia alta da una workstation. La struttura di una workstation è potenziata: il monitor è di notevoli dimensioni per visualizzare anche immagini in hd, mentre uno o più processori consentono di trattare una grosse mole di dati (di solito di natura grafica).
- Personal computer o PC è un piccolo sistema indipendente in termini di risorse e dedicato ad un unico utente. Con un PC si può scrivere, navigare in internet, giocare, ecc. ma c’è sempre un solo utilizzatore. Le tipologie di PC sono diverse e sempre in evoluzione. Per adesso si può distinguere in: Computer Fissi o Desktop. È il pc da scrivania, non facilmente
video, in vari formati. Possiedono una elevata memoria di tipo magnetico o flash. Possono avere funzioni di apparecchio radio, supporto alle reti Wi-Fi, ricevitore GPS integrato, ecc.
- Fotocamera digitale con sensori che trasformano la luce che li colpisce in segnali elettrici memorizzati su appositi supporti come le schede SSD.
CAPITOLO 3
Di solito quando si parla di personal computer si considerano tutti i componenti con cui interagiamo quando lavoriamo con un PC. In realtà tastiera, mouse, monitor, stampante, scanner, webcam, ecc. non sono il computer: il computer è soltanto il case , o meglio l’insieme delle componenti elettroniche presenti all’interno del case. Tutto il resto sono delle periferiche collegate al computer che aggiungono funzionalità. Per descrivere un computer di solito si utilizza una schematizzazione a blocchi; in tale ottica l’elaboratore può essere visto, in modo grossolano, come l’unione di quattro moduli interconnessi e cooperanti, ognuno con il suo specifico compito. In realtà questa è una astrazione teorica. Se si apre il case si trova un intreccio di cavi, componenti, schede, circuiti, ecc. Non c’è una separazione netta in quattro parti. Ma questo schema teorico è utile per spiegare il funzionamento del calcolatore. Lo stesso vale per il computer. Nel calcolatore si posso distinguere quattro moduli
- Il processore o CPU (Central Process Unit, Unità Centrale di Processo) è il cuore del computer. Infatti nel modello di Von Neumann è posizionato al centro. In realtà all’interno del case si trova qualcosa del genere. La piastra base sulla quale tutti i componenti sono saldati è chiamata Scheda Madre o Motherboard. Il processore controlla e gestisce tutte le operazioni del calcolatore, recepisce il segnale che arriva ogni volta che si preme un tasto della tastiera, lo elabora e visualizza il carattere corrispondente sul foglio di Word. È il processore che si accorge che è stato fatto un doppio clic su una cartella e fa in modo che il contenuto sia visualizzato. È il processore che recepisce il comando di spegnimento del computer e si occupa della chiusura dei programmi aperti. Se si toglie il processore dalla scheda madre e si prova a far partire il computer non accade nulla: al massimo si accendono i led dell’alimentazione. È come se si togliesse il motore da un’automobile.
- la memoria di massa (per lo stoccaggio dell’informazione)
- la memoria centrale
- le periferiche d’ingresso (per caricare i dati) e le periferiche d’uscita (per fornire i risultati) interagenti e cooperanti, che colloquiano tramite linee dedicate dette bus. Le unità di input/ output , i dispositivi che permettono l’introduzione di dati e la visualizzazione dei risultati (tastiera, mouse, monitor, stampanti, ecc.), sono esterne alla Motherboard, collegate attraverso opportuni connettori, chiamate porte di connessione o di input/output. In linea generale, ogni porta ha le caratteristiche adatte alla periferica che deve essere collegata. In realtà le case costruttrici cercano di uniformare i dispositivi in modo da non aver bisogno di una miriade di porte diverse: A. porta seriale : è una delle porte “storiche” del computer, permette l’accesso di un singolo segnale alla volta. È una porta di input/output per l'invio di informazioni alla velocità di un bit alla volta e veniva usata per collegare mouse o tastiera B. porta parallela : molto più veloce, dato che i dati viaggiano in parallelo, cioè tutti assieme come le auto in diverse corsie. La parallela viene usata per stampanti, scanner e altre apparecchiature più complesse. Ma anche queste porte sono state a loro volta sostituite dalla porta USB; C. porta USB: il significato dell’acronimo, Universal Serial Bus, ne chiarisce le caratteristiche. È una porta molto veloce che permette di collegare (quasi) tutti i dispositivi periferici: è una porta universale. Si possono collegare in cascata più
periferiche senza dover spegnere il PC; D. porta VGA : utilizzata per i monitor analogici; E. porta di rete : è la porta Ethernet per collegare il computer alla rete. La sua forma è simile a quella a cui si connette lo spinottino del telefono, quello trasparente, solo che è leggermente più grande, con due led uno giallo e uno verde; F. porta Firewire : creata dalla Apple, molto simile all'USB, è una porta di nuova generazione che permette il trasferimento di grandi quantità di dati in modo molto veloce. Adatta al collegamento di macchine fotografiche digitali e videocamere; G. porte DVI e HDMI: permettono di collegare un monitor digitale o una TV digitale. Le linee di collegamento sono, di solito, nel retro. Il bus di sistema è quindi costituito da una serie di connessioni elementari lungo le quali viene trasferita l’informazione, che collegano il processore alla memoria o all’interfaccia di una specifica periferica. A seconda del tipo di informazione trasportata ci sono 3 tipi di bus: un bus dati, un bus indirizzi e un bus controlli.
CAPITOLO 4 - Il processore o CPU, il “cervello” del calcolatore
Se il processore riesce a svolgere le operazioni in modo più rapido, se la memoria è più capiente con maggior spazio disponibile per i dati ed i programmi in esecuzione, tutto il computer opererà in modo più veloce. La velocità dipende anche da quanti programmi sono contemporaneamente in esecuzione. In questi anni, soprattutto per la sempre crescente diffusione di prodotti multimediali, un altro componente del computer ha assunto importanza nella valutazione delle prestazioni: la scheda grafica , o scheda video , cioè il componente che genera il segnale video del monitor. In pratica è quello che crea le immagini sullo schermo. Per la crescente qualità, e quindi complessità, di immagini, animazioni e video, la scheda grafica è diventata sempre più fondamentale, fino ad essere un vero e proprio sotto-computer. Infatti, oggi ha un proprio processore, detto GPU (Graphic Processor Unit), e una propria memoria. Nei computer economici la scheda video è incorporata nella scheda madre. Le schede video più professionali sono separate e collegate attraverso le porte PCI. Il processore , o CPU (Central Process Unit), è il cuore, il cervello, il centro operativo del computer. Senza il processore il computer non riesce a fare nulla, è come un uomo senza il cervello. Il processore interpreta ed elabora tutte le informazioni in entrata e fa eseguire tutte le relative operazioni. Le sue dimensioni sono minime, pochi centimetri quadrati, ma racchiudono la tecnologia informatica più evoluta. È la struttura fisica che consente l’esecuzione delle singole istruzioni. La CPU è la parte che più di ogni altra caratterizza il calcolatore contribuendo a definirne le prestazioni. Le operazioni fondamentali di una CPU sono:
- Operazioni aritmetico/logiche.
- Spostamento dei dati.
- Controllo di altri elementi hardware. La CPU legge ed esegue le istruzioni contenute nella memoria principale grazie a due unità che si chiamano Unità di Controllo o CU (Control Unit) e Unità Aritmetico Logica o ALU (Arithmetic Logic Unit). L’Unità Aritmetico-Logica (ALU) si occupa dell’esecuzione delle operazioni logico/ matematiche. L’Unità di Controllo (CU):
- Acquisisce istruzioni/dati dalla memoria.
- Interpreta le istruzioni.
- Coordina la ALU.
- Trasferisce alla memoria centrale i dati elaborati dalla CPU. Oltre alla CU e alla ALU in un processore sono presenti i Registri , particolari memorie che contengono i dati e gli indirizzi delle istruzioni. Ma cosa sono le istruzioni elaborate dal processore?
elettrici o magnetici. Ad esempio su un hard disk delle testine elettromagnetiche riescono a magnetizzare piccole porzioni del disco con una carica positiva o negativa. In pratica, è possibile memorizzare sequenze di 0 (-) e 1 (+). Quindi ‘incidendo’ i segnali positivi o negativi, i più e meno, gli 0 ed 1, si riesce a memorizzare delle informazioni. Ma che legame c’è tra questi segnali elettrici/magnetici e le informazioni che dobbiamo memorizzare? Nelle memoria del computer ci sono testi, immagini, suoni, ecc., non segnali più e meno. In realtà, invece, è proprio così. Abbiamo visto che è possibile tradurre i numeri, i caratteri, le immagini, come sequenze di numeri binari. Il computer traduce queste sequenze di numeri binari nei rispettivi segnali elettrici/magnetici e in questo modo li memorizza. Quindi quando io salvo la lettera A nell’hard disk avrò questi passaggi: A → 01100001 (in codifica ASCII) → -++----
- (in segnale magnetico). Ogni singolo più e meno , in informatica, prende il nome di bit. La sequenza di 8 bit si chiama byte. Quindi ad ogni lettera dell’alfabeto corrisponde un byte. Per memorizzare la parola ECDL servono quindi quattro byte (e 32 bit). Il byte è l’unità di misura della capacità di una memoria, diciamo come i litri per il serbatoio della macchina. In realtà non si usa il byte per indicare la capacità di una memoria: è una unità di misura troppo piccola. Infatti, se un byte corrisponde ad un carattere, allora un foglio di testo, formato di solito da circa 1000 caratteri, occupa già 1000 byte. Ma un hard disk riesce tranquillamente a contenere centinaia di milioni di fogli di testo: quindi si dovrebbe dire che ha una capacità di centinaia di milioni di byte. Non è pratico! È come se una persona esprimesse il suo peso in grammi, o l’altezza in millimetri. Quindi, come per il peso o per l’altezza, si usano le unità di misura superiori:
- Bit singola unità di informazione
- Byte 8 Bit
- KB (Kilobyte) = 1024 byte
- MB (Megabyte) = 1024 KB = 1024 x 1024 byte = 1024^2 byte (milioni di byte)
- GB (Gigabyte) = 1024 MB = 1024^3 byte (miliardi di byte)
- TB (Terabyte) = 1024 GB = 1024^4 byte E in un prossimo futuro:
- PB (Petabyte) = 1024 TB = 1024^5 byte
- EB (Exabyte) = 1024 PB = 1024^6 byte
- ZB (Zettabyte) = 1024 EB = 1024^7 byte
- YB (Yottabyte) = 1024 ZB = 1024^8 byte Perché 1024 e non 1000, come per chilo, tonnellata, ecc.? perché lavoriamo sempre con matematica di base 2 e 1024 è una potenza del 2; 2^10 = 1024. La gerarchia delle memorie Una memoria è un dispositivo capace di immagazzinare, conservare e restituire informazioni, cioè programmi, applicazioni e dati. Nel computer sono presenti diversi tipi di memorie. Ciò che differenzia le memorie è la velocità di accesso, la capacità e il prezzo. Infatti nel computer esiste una vera e propria suddivisione delle memorie in due blocchi.
- memoria interna/principale/primaria posta fisicamente sulla mother board che ospita anche il processore. A. RAM (Random Access Memory) B. ROM (Read Only Memory).
- memoria esterna / secondaria/di massa che si trova su dispositivi posti fuori della scheda e ad essa collegati. A. Hard disk (interni ed esterni) B. chiavette USB flash C. CD/DVD (e dischi blue ray)
D. Memory card E. Dischi on line F. Floppy disk, nastri, zip disk, ecc. (anche se ormai stanno scomparendo). In un gradino superiore si trova la memoria CACHE, che vedremo a parte. Vediamo come avviene, in modo molto semplificato, il dialogo tra il processore e le memorie nel caso di modifica e salvataggio di una lettera in Word.
- Per modificare una lettera per prima cosa noi andiamo nella cartella dell’hard disk dove è salvata. Quindi il processore va ad interagire con l’hard disk.
- La lettera viene caricata nella memoria RAM. A noi appare la clessidra che indica che la lettera si sta aprendo. Si comincia a scrivere e a modificare il testo della lettera. Il processore esegue queste operazioni sulla copia della lettera presente nella memoria RAM.
- Abbiamo finito le modifiche. Chiudiamo Word e appare la richiesta di salvataggio delle modifiche, che confermiamo. Il processore riporta la lettera nell’hard disk al posto dell’originale. Noi attendiamo qualche attimo che si chiuda il programma Word. Perché tutti questi passaggi? La causa è la diversa velocità delle due memorie: per motivi costruttivi, che vedremo, l’hard disk è una memoria “lenta”, la RAM è velocissima. Quindi, per ottimizzare i tempi di lavoro, il processore preferisce perdere un po’ di tempo all’inizio, per caricare la lettera in RAM (quindi la clessidra) e alla fine, per riportare la lettera nell’hard disk (qualche attimo per uscire da Word). Quando la lettera è nella RAM il lavoro procede velocissimo: premo grassetto e la frase appare subito in grassetto, aggiungo del testo e le lettere appaiono immediatamente, ecc. Quindi si preferisce perdere un po’ di tempo all’inizio e alla fine ma lavorare in modo velocissimo. Ma a questo punto la domanda è spontanea: a cosa serve l’hard disk? È lento! Non si può fare un PC con sola memoria RAM? Il problema è il costo: 1MB di RAM costa 1000 volte in più rispetto a 1 MB di hard disk. Quindi, visto che per i programmi attuali servono memorie di migliaia di MB, il costo di un computer diventa improponibile per buona parte di noi. Bene, ma io sono multimilionario! Voglio un PC velocissimo, sono disposto a spendere qualunque cifra, quindi voglio un PC con tanta e sola RAM! Perché non lo producono? Perché la memoria RAM è una memoria non permanente, volatile, il contenuto viene perso se cessa l’alimentazione del sistema, cioè quando si spegne il computer. È una memoria di tipo elettrico , è formata da microscopici condensatori ognuno dei quali memorizza un bit: un condensatore è un circuito elettrico che riesce a conservare la carica elettrica fintanto che è alimentato. Al contrario la memoria hard disk è una memoria magnetica, cioè formata da materiali (le sostanze ferromagnetiche) capaci di assumere e mantenere una magnetizzazione positiva o negativa. La memorizzazione è permanente (fino ad una successiva sovrascrittura). Quindi visto che, prima o poi si deve spegnere il PC, ho bisogno di una memoria permanente per poter mantenere memorizzati tutti i miei lavori. L’uso di gerarchie di memoria dalla velocità e dai costi crescenti serve a ottimizzare la memoria disponibile in termini di prestazioni e spesa relativa. L’ideale dal punto di vista delle prestazioni sarebbe implementare tutta la memoria come registri interni del processore o con tecnologie a condensatore consentendo un accesso quasi istantaneo alle informazioni; d’altra parte, per aver memorie in grado di contenere una elevata quantità di dati, senza spendere cifre astronomiche, sarebbe opportuno scegliere memorie dal basso costo per unità di memoria. Il compromesso fra le due esigenze ha fatto nascere una gerarchia a tre livelli (i registri interni del processore non vengono considerati memoria vera e propria):
- Memoria cache (memoria molto veloce, di piccolo dimensioni e costosa, che vedremo)
- Memoria centrale (memoria veloce, di medie dimensioni e abbastanza costosa)
- Memoria secondaria (memoria lenta, di notevoli dimensioni ed economica).
Generalmente un elaboratore ha due livelli di cache:
- di 1° livello, con dimensioni da 8Kb fino a 128Kb, che funziona con la stessa velocità del processore
- di 2° livello, posta usualmente in un chip diverso dal processore, con dimensione che varia tra 128 Kbyte e 2 Mb. La memoria esterna , detta anche secondaria o di massa, è una memoria di supporto che contiene programmi e dati che possono essere sfruttati solo indirettamente dal processore, visto che l’unica memoria con cui il processore è collegato risulta essere quella centrale. I vari dispositivi di memorizzazione attualmente in uso si differenziano per la quantità di dati memorizzabili, per la loro velocità di fornirli alla memoria interna e per il loro costo per unità di memoria. Per le caratteristiche costruttive e per come memorizzano i dati sono presenti diversi dispositivi di memorizzazione, che abbiamo elencato in precedenza. Vediamo i dettagli di ognuno di questi. La memoria hard disk è la memoria di massa più importante del PC. Contiene, in modo permanente, tutti i dati e i programmi che il computer può usare. È il principale serbatoio di benzina del computer. Dal punto di vista costruttivo, un hard disk assomiglia a un juke box. Ci sono dei dischi di materiale magnetizzabile e delle testine di scrittura/lettura (in pratica delle elettrocalamite) che vanno a leggere il segnale magnetico sulla superficie del disco oppure lo scrivono. Infatti, una elettrocalamita riesce appunto a trasformare un segnale elettrico in magnetico. Quindi sulla superficie di un disco ci saranno delle sequenze di segnali positivi e negativi: ognuno è un bit. L’informazione è quindi presente sull’hard disk. Se segnali magnetici non sono troppo vicini da disturbarsi rimangono sull’hard disk anche in assenza di corrente: la memorizzazione è permanente. Quindi l’hard disk è un dispositivo formato da una serie di dischi magnetici che ruotano attorno ad un perno centrale. Per ogni disco ci sono due testine di lettura/scrittura, una per ogni lato. Per consentire alte velocità di rotazione (tempi d’accesso più brevi), i dischi si trovano in un contenitore sottovuoto. Le testine non sono a diretto contatto con la superficie del disco ma la sfiorano. Questo per evitare l’attrito e il rischio di graffiare il disco. Sempre per migliorare la velocità si preferisce avere tanti dischi, uno sopra l’altro a formare un cilindro, e con diametro piccolo. In questo modo le testine devono muoversi su un corto raggio. Inoltre ci sono tante testine che si muovono in parallelo, quindi più informazioni scritte in un singolo movimento (80 dischi = 160 testine = 160 bit scritti in un unico passaggio). Un hard disk, visto dall’alto e al microscopio, presenta diversi archi di circonferenza ciascuno dei quali è detto traccia ; più tracce formano un cluster. Uno spicchio di arco si chiama settore. Gli hard disk possono essere anche esterni, collegati attraverso la porta USB. Spesso si usa un hard disk esterno per il backup, operazione che vedremo in seguito. Se colleghiamo un hard disk esterno gli viene assegnata la prima lettera dell’alfabeto libera: ad esempio D, e così via. Ogni memoria esterna avrà una sua lettera identificativa. La capacità tipica di un hard disk, a settembre 2014, va dai 500Gb a 1 Terabyte. La scelta del disco rigido per un computer dipende dalle proprie esigenze personali: se occorre velocità elevata e peso leggero ci si può orientare su dischi rigidi basati su tecnologia flash, che hanno però dimensioni minori e un costo maggiore. Se si desidera avere più spazio a disposizione per memorizzare grandi quantità di dati a costi ridotti, sono preferibili i dischi meccanici, che però sono più lenti. A volte, le case costruttrici si orientano su soluzioni ibride. La memoria floppy disk è una delle memorie più “storiche” del PC; nasce con la comparsa dei personal computer. Il floppy disk è una memoria magnetizzabile permanente con tempo di
accesso lento, capacità ridotta, ma trasportabile , quindi che si può portare da un computer all’altro, è quella che ha permesso la sopravvivenza del floppy, diciamo fino ai giorni nostri: le chiavette USB ne hanno sancito la fine. Un floppy disk ha una struttura simile a quella dell’hard disk, solo che ha un solo disco. Un floppy disk è un disco di materiale magnetizzato sulle due superfici protetto da una custodia di plastica. Per accedere alla superficie del disco bisogna spostare la placca metallica. A questo punto, le due testine vanno a contatto con il disco e leggono le informazioni. La capacità di memorizzazione è piccola, il tempo di accesso è molto lento (c’è anche attrito), ma possono essere facilmente trasportati da un computer ad un altro. Chiaramente per poter essere utilizzati, il PC deve avere un’apposita apparecchiatura hardware, il lettore di floppy disk. Il floppy ha subito negli anni una evoluzione sia delle dimensioni che della capacità. I primi, per le loro dimensioni, erano chiamati floppy da 5 1⁄4: infatti avevano la forma di un quadrato con lato di cinque pollici e un quarto. Un disco magnetizzabile era racchiuso tra due sottili strati di plastica: una fessura di circa un centimetro lasciava vedere la porzione di disco dove la testina effettuava la lettura/scrittura. La loro capacità variava da 110Kb a 1,2 Mb. Era una memoria completamente inaffidabile: si piegavano facilmente, la superficie magnetica era esposta all’aria, alla polvere, ecc. Sono stati rimpiazzati dai floppy da 3 1⁄2 che avevano una custodia più robusta e la superficie magnetica protetta da una placca metallica. Anche questo tipo di floppy ha subito una evoluzione.
- I primi erano i floppy a doppia densità (sigla DD): riuscivano a memorizzare fino a 720 Kb.
- L’evoluzione sono i floppy ad alta densità (sigla HD): avevano un aspetto identico ai precedenti ma capacità doppia, 1,44 Mb. I floppy HD avevano sul lato superiore due fori. I floppy DD ne avevano uno solo. Un foro ha una piccola placca che scorre e permette di aprire o chiudere la finestrella. È un meccanismo di protezione:
- se la finestrella è chiusa il floppy è sprotetto, libero: si può vedere, cancellare, modificare il suo contenuto.
- Se la finestrella è aperta il floppy è protetto: si può vedere il contenuto ma non si può modificare. Per utilizzare un floppy appena acquistato, che non contiene alcun dato, si doveva eseguire una operazione preliminare detta formattazione. Il termine formattazione deriva dall'inglese “format”, con cui viene generalmente indicato il comando per la preparazione dei dischetti. La formattazione prepara il floppy a ricevere i dati specificando dove e come devono essere inseriti. Si può fare un paragone con un parcheggio per le automobili: se non ci sono le righe delimitatrici, ognuno mette la macchina come crede. Se sono tracciate le righe si parcheggia l’auto all’interno degli spazi delimitati. Quando si formatta un floppy si tracciano le righe, le tracce e i settori citati in precedenza, per parcheggiare i byte. La formattazione è necessaria perché ci sono vari tipi computer e ognuno ha un suo modo di disporre le tracce: i computer basati su Windows lo fanno in un modo, ma non sono gli unici: esistono i Macintosh, AS400, ecc. che scrivono e leggono in modo diverso. In realtà questo non è del tutto vero: visto che buona parte del mercato è predominio dei computer basati su Windows, tutti gli altri produttori si adeguano al sistema Windows. Importante è il fatto che la formattazione comporta una cancellazione definitiva del contenuto dei dischi. Mai formattare un disco che contiene dati importanti: si perde tutto! Anche se si fa un clic con il tasto destro sull’icona dell’hard disk appare la voce Formatta. Ma allora si può formattare l’hard disk e perdere definitivamente tutto il contenuto?Non direttamente, perché l’hard disk contiene Windows: Windows non cancella se stesso, non si suicida. Le memorie ottiche: CD ROM, CD R, CD R/W, DVD Nei CD ROM, CD R, CD R/W, DVD si ha una tipologia di memorizzazione completamente diversa dalle precedenti: è una memorizzazione di tipo ottico. Il primo dispositivo ottico è comparso negli anni 80-90, per la diffusione della musica in formato digitale. Il CD ROM. La sigla CD ROM sta
essere scritto più volte. È composto da un materiale cristallino che diviene amorfo al calore del laser e quindi opaco. Non riflettendo più il laser di lettura diventa simile ad un avvallamento. Se invece rimane cristallino riflette il raggio, quindi simula la zona piana. Per poter essere riscritto, tramite un riscaldamento prolungato a temperatura più bassa è possibile riportare il materiale allo stato cristallino e quindi nuovamente modificabile. Un CD-RW può generalmente sopportare un migliaio di cicli di scrittura- cancellazione.
- la lettura è 48 volte più veloce rispetto alla velocità di lettura del primo CD;
- la prima scrittura è 24 volte più veloce rispetto alla velocità di lettura del primo CD;
- la cancellazione e riscrittura è 4 volte più veloce rispetto alla velocità di lettura del primo CD. Naturalmente tutte e tre le sigle sono presenti sui CD-RW. L’evoluzione naturale dei CD sono i DVD (Digital Versatile Disk) che, utilizzando una tecnologia più raffinata, consentono di migliorare le prestazioni in termini di velocità e capacità (fino a 25 volte più veloci e 20 volte più capaci di un CD ROM). Sono utilizzati come supporto per i film ma anche in ambiti ludici per i videogames. Da un punto di vista "fisico" il DVD ricorda molto da vicino il tradizionale CD per quanto riguarda forma e dimensioni, ma la differenza sostanziale è la capacità di immagazzinamento. Grazie a tecniche particolari si riesce a creare degli avvallamenti più vicini e più piccoli, quindi maggiore informazione nella stessa quantità di spazio. Inoltre il raggio laser riesce a incidere e leggere 4 strati di disco, non 2 (fronte e retro) come per i CD. Si parla di DVD multistrato. La capacità di un DVD dipende da quanti strati vengono incisi: da 4,7 Gb a 17Gb. Un breve cenno sulla nuova tecnologia di dischi ottici: la tecnologia Blu-ray. Blu-ray è un nuovo formato di disco per video ad alta definizione che offre sino al sestuplo dei dettagli video rispetto ai DVD tradizionali. Grazie all'utilizzo di un laser a luce blu, i dischi Blu-ray a strato singolo possono contenere sino a 25 GB, mentre quelli a doppio strato possono arrivare a 50 GB. Una chiave USB (in inglese USB key) è una periferica di memoria trasportabile di piccolo formato che può essere collegata ad una porta USB di un computer. Ha un supporto di memoria di tipo flash, una memoria a semi-conduttori, non volatile e riscrivibile: i dati non spariscono se è fuori tensione. Così la memoria flash immagazzina i bit di dati in celle di memoria, ma i dati sono conservati quando l'alimentazione elettrica è interrotta. È capace di memorizzare fino a più gigabyte di dati, attualmente fino a 128 Gb. Per la sua elevata velocità, la non volatilità e i bassi consumi, una chiave USB è ideale per innumerevoli applicazioni. Le schede di memoria estraibili Ormai molti dispositivi elettronici attuali, come cellulari, macchine fotografiche e videocamere digitali, lettori MP3 e MP4, PDA, consolle per videogiochi, ecc. utilizzano per conservare le loro informazioni delle schede di memoria estraibili, dette anche memory card. Uno degli elementi trainanti che sta alla base dell'enorme sviluppo e diffusione delle memory card è proprio il mercato dei cellulari, dove è forte la richiesta di memory card in grado di memorizzare una grande quantità di dati, in piccole dimensioni e ad un prezzo contenuto. Il funzionamento delle memory card è paragonabile a quello di un chiave USB: anche in questo caso la memoria è di tipo Flash (detta anche memoria allo stato solido). Si ha quindi una memoria di dimensioni ragguardevoli (da 256 Mb a 64 Gb) trasportabile; una evoluzione dei floppy disk. Unità di rete, unità di memorizzazione online In quasi tutte le aziende, laboratori, scuole i computer son collegati tra di loro in rete, cioè sono connessi con dei cavi per permettere la comunicazione tra loro e la condivisione di risorse, come la stampante. Questo argomento lo svilupperemo meglio nel capitolo dedicato alle reti. In particolare i computer sono tutti collegati ad un computer centrale chiamato server. È il computer che coordina le attività dei PC collegati, gli concede l’uso delle risorse in modo
ordinato, insomma fa il servitore agli altri computer, mettendo a disposizione le sue potenzialità. Tra le risorse hardware che il server mette al servizio degli altri computer è la sua memoria di massa. Si parla in questo caso di unità di rete. I motivi possono essere:
- mantenere i dati ingombranti in termine di memoria in un solo PC, per non occupare la memoria degli altri
- evitare la duplicazione di dati tra i vari computer, per avere informazioni omogenee
- permettere la condivisione di programmi installati su una unica macchina, ecc. Un fenomeno che sta prendendo sempre più piede è quello delle memorie online , o dischi virtuali. Una memoria on line è come in un magazzino, un hard disk virtuale, uno spazio di memoria in un sito internet che si apre solo se si possiede la password di accesso. Può essere utile sia come spazio per scambio di file tra utenti (chiaramente tutti in possesso della password), sia per avere una memoria sempre a disposizione, basta collegarsi alla rete, dovunque ci si trovi senza avere il proprio computer. Si può anche usare come sistema avanzato di backup per avere una copia dei propri dati immediatamente accessibile anche in caso di emergenza.
CAPITOLO 6 - Le periferiche
L’ultimo componente del modello di Von Neumann che costituisce il computer sono le unità periferiche o devices. Le periferiche sono i dispositivi che, una volta collegati al PC attraverso le relative porte, permettono l’interazione tra l’uomo e il computer: quindi la tastiera, il monitor, il mouse, ecc. In pratica le periferiche permettono di inviare le richieste al calcolatore ed ottenere dei risultati. Per questo motivo vengono divise in due categorie:
- Periferiche di input. Permettono l’invio di dati, programmi, richieste al calcolatore: quindi tastiera, mouse, scanner, ecc. Le periferiche d’ingresso sono quei dispositivi che consentono all’elaboratore di acquisire informazioni dal mondo esterno e in particolare da chi interagisce con il computer. La loro suddivisione è per tipo di dati da inserire; non esistendo un dispositivo che consenta il facile inserimento, ad esempio, sia di testo che di immagini, ogni elaboratore sarà normalmente dotato di più di un dispositivo d’ingresso. I dispositivi di ingresso più utilizzati sono: A. La tastiera è la principale periferica di input attraverso la quale possiamo inserire qualunque informazione nel PC. La tastiera può essere incorporata nel computer (come nei portatili) o essere appunto una periferica. Le tastiere si differenziano per la disposizione dei tasti che è legata al paese di utilizzo in quanto ogni nazione utilizza una propria lingua con un set di caratteri alfabetico diverso. Si tende a ravvicinare lettere che spesso vanno insieme: in italiano la A si accompagna spesso con S, D, C, ecco perché si trovano vicine. Ma il posizionamento e il numero di tasti varia oltre che da Paese a Paese, anche in base al modello di computer. Ad esempio le tastiere per personal computer portatili hanno varie differenze da quelle per personal computer desktop in quanto limitate da spazi minori. Nel caso di personal computer desktop il numero di tasti è circa 105. Esistono vari schemi per tastiera alfanumerica. Il più comune è denominato QWERTY , nome che deriva dalla sequenza delle lettere dei primi sei tasti della riga superiore della tastiera, ma ne esistono anche altri come ad esempio il QZERTY nel caso della tastiera inglese. È possibile suddividere i tasti della tastiera in diversi gruppi in base alla funzione: a. Tasti di digitazione (alfanumerici). Questi tasti comprendono gli stessi tasti per lettere, numeri, punteggiatura e simboli presenti su una macchina da scrivere tradizionale. b. Di controllo. Questi tasti vengono utilizzati da soli o insieme ad altri tasti per
non è infrequente trovare immagini che occupano decine di MB. Il funzionamento è simile a quello di una fotocopiatrice: un fascio di luce colpisce l’immagine sul foglio di carta rilevando le zone più chiare e più scure. Queste informazioni vengono acquisite ed inviate all’unità centrale che le elabora e riproduce l’immagine a monitor. Con dei programmi specifici (OCR Optical Character Recognition) si può eseguire un'ulteriore trasformazione: da immagine in testo. A questo punto si è in grado di utilizzare il documento con un elaboratore di testi. La qualità di uno scanner dipende dalla risoluzione e dalla gamma dinamica. La risoluzione è il numero di pixel per pollici (ppi): maggiore è questo numero e più nitida è l'immagine. La risoluzione deve essere almeno di 600 ppi. La gamma dinamica misura la capacità dello scanner di catturare tutte le gradazioni dalla parte più chiara a quella più scura dell'immagine. Essa viene misurata in bit e la maggior parte degli scanner è a 24 bit, ciò significa che possono riprodurre più di 16,7 milioni di colori. Oggi gli scanner sono spesso integrati in dispositivi multifunzione che integrano nello stesso apparecchio anche una stampante, trasformandola di fatto anche in una fotocopiatrice. G. La webcam è una piccola telecamera, sempre più spesso integrata nei computer, in particolar modo nei pc portatili. Webcam è una parola nata dalla fusione di due termini inglesi: “web” (con la quale s’intende la ‘rete’ d’informazioni che compongono internet) e “cam” (ossia telecamera). La webcam permette al pc di acquisire e trasmettere immagini video in tempo reale. Se non in casi particolari la webcam non memorizza l’intera mole di immagini catturate. Essa è uno strumento essenziale per comunicare via internet; grazie alla webcam infatti è possibile effettuare videochiamate. H. Una fotocamera digitale è una macchina fotografica che utilizza, al posto della pellicola fotosensibile un sensore (ccd o cmos), che converte l'energia luminosa dell'immagine ripresa in impulsi elettrici. Gli impulsi elettrici vengono organizzati in un file di immagine, che viene archiviato su una scheda di memoria. Il sensore è costituito da una griglia di rilevatori disposti su un'area rettangolare. La scena fotografata viene scomposta in un insieme di punti rettangolari chiamati pixel. Più elevato è il numero di punti del sensore, più alta è la definizione dell'immagine prodotta; più informazione è contenuta nell'immagine, più spazio sarà necessario per salvarla in memoria (quindi, a parità di spazio, sarà possibile archiviare un minor numero di foto). L'unità di misura della definizione di un sensore CCD è il MegaPixel (MPixel, 1.000.000 di pixel). I. Il microfono trasforma lo spostamento d'aria in un segnale elettrico: ovvero, il microfono capta gli spostamenti d'aria prodotti ad esempio da un suono o dalla voce e sulla base di questi produce un segnale elettrico la cui tensione varia nel tempo coerentemente agli spostamenti d'aria captati. Quindi serve per registrare i suoni o la voce all’interno del computer. Un normale microfono può essere collegato, con l’ausilio di una speciale scheda detta scheda audio, a un personal computer; si rende così possibile l’acquisizione di dati sonori che consentono, ad esempio, di far funzionare il pc tramite comandi vocali.
- Periferiche di output. Permettono di visualizzare i risultati per le richieste effettuate. Quindi stampante, monitor, altoparlanti, ecc. Le periferiche d’uscita sono tutti quei dispositivi che consentono di ottenere i risultati delle elaborazioni effettuate dal calcolatore. Analogamente al caso dei dispositivi d’ingresso, queste periferiche si suddividono in base al supporto fisico su cui vengono fornite le elaborazioni. I principali dispositivi attualmente in uso sono: A. Monitor (visualizzazione) È una periferica fondamentale ed è indispensabile per il funzionamento dell’intero calcolatore. I dati vengono forniti all’utente in forma di immagini visualizzate su di uno schermo televisivo. I monitor possono essere di due tipi: monitor a tubo catodico ( CRT , Cathode-Ray Tube) o monitor a cristalli liquidi ( LCD , Liquid Crystal Display), sottili e leggeri. Le caratteristiche fondamentali di un monitor
sono: la dimensione (15, 17, 21 pollici), la risoluzione (800 x 600, 1024 x 768, 1080 x 1024, 1680 x 1050, 1920 x 1080) la frequenza di refresh (60-100 hz) e la precisione. La dimensione di un monitor è la lunghezza della diagonale dello schermo. È tradizionalmente misurata in pollici. Un pollice è pari a 2,54 cm, quindi in un monitor da 17” la diagonale misura circa 43 cm. Le dimensioni di un monitor variano dai 10 pollici, per i netbook, fino ai 22 per scopi grafici, anche se esistono schermi con dimensioni inferiori o superiori. Di solito lo schermo del monitor è rettangolare e può avere un rapporto pari a 4:3 tra larghezza e altezza (formato quattro terzi), oppure 16:9 (formato sedici noni come lo schermo del cinema). Un monitor è formato da una griglia di punti illuminabili, minuscoli granellini di fosforo, chiamati pixel (da picture elements , elementi di immagine). Il numero dei pixel sullo schermo definisce la risoluzione del monitor. Quindi un monitor con risoluzione 1024 x 768 ha 1024 pixel in lunghezza e 768 in altezza. Il principio di funzionamento di un monitor per computer è analogo a quello di un televisore: un fascio luminoso, un fascio di elettroni, colpisce la superficie interna dello schermo. I fosfori così colpiti si illuminano e diventano fosforescenti in modo da creare l’immagine. Per creare delle immagini in bianco e nero basta un solo fascio luminoso. Per creare delle immagini a colori ci sono tre fasci colorati: uno verde, uno rosso e blu. Componendo insieme questi tre colori con diversa intensità si ottiene la sfumatura di colore. Quindi ciascuno dei pixel che compongono l’immagine può assumere diversi colori. Maggiore sarà il numero di colori usati, maggiore sarà la qualità dell’immagine. Quando viene colpito, il fosforo emette luce per una frazione di secondo, quindi per mantenere visibile l’immagine, il pennello elettronico deve riattivare continuamente i fosfori. Praticamente il pennello percorre tutta la superficie dello schermo, riga per riga, a partire dall’angolo superiore sinistro fino all’angolo inferiore destro. La frequenza a cui il pennello compie questa operazione viene denominata frequenza di refresh. In un monitor di buona qualità la frequenza dovrebbe superare i 60 Hz. I monitor con frequenza più bassa hanno una immagine tremolante sui lati, l’effetto sfarfallio. L’ultimo parametro è la precisione (o dot pitch): è la distanza tra due pixel in millimetri: tanto è più piccola questa distanza, migliore è la qualità dell’immagine. Questo indice varia da 0.24 mm (migliore) a 0.38 (peggiore). I monitor CRT sono i monitor con il tubo catodico; sono i monitor con lo schermo in cristallo e con il prolungamento posteriore a forma di imbuto. Ormai stanno quasi scomparendo, sostituiti dai monitor a schermo piatto o monitor LCD. Sono più leggeri, compatti, presenti sui portatili e sui pc desktop e non emettono radiazioni a differenza dei monitor CRT. In compenso hanno un costo più elevato e un angolo visivo minore. B. Stampanti (trasferimento su carta) Consentono di trasferire su carta i risultati delle elaborazioni per poi poterli utilizzare come strumenti di verifica o di memorizzazione. Esistono essenzialmente tre tipi di stampanti che si distinguono per la loro tecnica di trasferimento su carta: a. Stampanti ad aghi , o a impatto, uno tra i più vecchi metodi di stampa. Il trasferimento sulla carta avviene in maniera meccanica premendo un intero carattere o una serie di aghi su di un nastro inchiostrato che va a contatto con la carta lasciando l’immagine desiderata. È un metodo di stampa vecchio ma economico. Chiaramente la qualità della stampa è scarsa: inoltre è una stampante molto rumorosa. Essendo una stampante a impatto è utile se si deve creare una stampa in copia carbone. b. Stampanti a getto d’inchiostro (ink jet) In questo caso l’inchiostro viene sparato attraverso una serie di fori calibrati sulla carta per ottenere le forme desiderate. Quindi c’è una testina di stampa che scorre lungo il foglio e, come una pistola ad
mediare la portabilità di un Notebook con la praticità di espansione di un computer da scrivania. Il tutto, con una semplice operazione, senza spostare alcun cavo o perder tempo con i connettori. Col diffondersi di tablet e smartphone sono state create delle docking station appositamente per questi dispositivi. Esistono anche delle periferiche che sono contemporaneamente di ingresso e di uscita. Le più importanti sono:
- Monitor touch screen Esistono particolari monitor detti touch screen, o schermi tattili, che consentono di interagire con l’elaboratore semplicemente toccando lo schermo con le mani o con uno stilo. Ad esempio i dispositivi automatici di emissione di biglietti per i treni, la consolle Nintendo, gli smart phone come l’I-phone della Apple.
- Modem (MOdulatore-DEModulatore) è un dispositivo attualmente in auge grazie al suo utilizzo in ambiente Internet. Consente di trasformare impulsi elettrici provenienti dalla linea telefonica o altre linee dedicate in dati memorizzabili sul calcolatore. Infatti le informazioni elaborabili da un computer sono digitali, segnali discreti indicati da sequenze di 0 ed 1, mentre le linee telefoniche sono analogiche, hanno un segnale variabile. Il modem modula/demodula il segnale da analogico a digitale e viceversa. La caratteristica principale del modem è la velocità di trasmissione, misurata in baud, byte per secondo: se un modem ha una uscita a 8 bit e lavora a 7000 baud, trasmette a 56 Kbps (bps = bit per secondo). A seconda della velocità e della linea utilizzata esistono diversi tipi di modem: ◦ modem PSDN (Public Switched Data Network): lavorano su linea telefonica tradizionale, linea commutata, con una velocità massima di trasmissione di 56 Kbps; ◦ modem ISDN (Integrated Service Digital Network): lavorano su linea telefonica ISDN, una doppia linea telefonica, con velocità massima di 128 Kbps; ◦ modem ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line): utilizza la trasmissione digitale contemporanea di dati, suoni ed immagini con velocità massima fino a 8 Mbps. La trasmissione è asimmetrica, nel senso che la velocità di ricezione è maggiore di quella di trasmissione. ◦ Modem GPRS e UMTS: sono i modem presenti nei navigatori satellitari e nei cellulari che permettono la navigazione in internet anche dal telefonino senza bisogno di cavi telefonici. La velocità massima nel caso dell’UMTS è di 3 Mbps. ◦ Modem HSDPA: questa sigla è l’acronimo di High Speed Downlink Packet Access, e principalmente è un nuovo sistema che permette di avere una banda più larga rispetto anche all’UMTS. Tale tecnologia si basa sulle reti UMTS, e consente di raggiungere delle velocità di accesso alla rete elevate se confrontate con i soliti standard dei telefonini. Con un HDSPA si possono raggiungere velocità di 1.8 Mbit/s, 3.6 Mbit/s, 7.2 Mbit/s e 14. Mbit/s in downlink (l’uplink è nel caso della 1.8, di 384 Kbit/s per aumentare poi sempre di più con le altre), ma per il futuro non si smentisce che si possa aumentare ancora il transfer rate. Naturalmente la velocità varia molto in funzione della copertura.
CAPITOLO 7 - Software e programmi per dispositivi elettronici
Un programma è una sequenza di istruzioni elementari che possono essere eseguite dal sistema di elaborazione; ogni programma lavora su di una serie di informazioni che costituiscono l’input e fornisce dei risultati che vengono detti output. Un programma in esecuzione viene detto processo. Si definisce come software l’insieme dei programmi che possono operare sul calcolatore, o alto dispositivo digitale: è la componente logica, in contrapposizione alla parte fisica detta hardware. Il software di un sistema informatico viene normalmente suddiviso in due categorie:
- Software di base: dedicato alla gestione delle funzioni elementari dell’elaboratore; tale software lavora direttamente sul livello fisico (hardware) della macchina;
- Software applicativo: dedicato alla realizzazione di particolari esigenze dell’utente e che riesce ad agire sull’elaboratore solo con il tramite del software di base. Il software generalmente è installato nell’hard disk del computer, ma esistono computer, detti in inglese thin client che in genere non hanno memorie di massa, collegati a un server da cui ricevono sia il sistema operativo che le applicazioni. Il sistema operativo è Windows per intenderci (o Mac os, o Linux, ecc.). Un programma applicativo è un programma come Word, Excel, PowerPoint, ecc., cioè un programma adatto a svolgere un preciso compito: scrivere un testo, realizzare un grafico, creare una presentazione, ecc. Il sistema operativo fa da tramite, da ponte, tra il programma applicativo e la parte hardware: ad esempio, quando da Word si avvia una stampa è Windows che si prende carico di gestire le operazioni. Quando si salva un file da Excel è Windows che si occupa di sistemarlo nella memoria, ecc. Il sistema operativo , indicato genericamente con la sigla SO, è un insieme di programmi e permette l’interazione tra gli utenti e l’hardware di un computer. Il sistema operativo:
- gestisce le risorse del computer: la memoria, il processore, le periferiche, ecc.
- consente la comunicazione con il computer, attraverso l’interfaccia uomo-macchina
- controlla l’esecuzione dei programmi applicativi
- controlla gli errori software e hardware I principali sistemi operativi, per i pc, sono: Windows, dal 3.11 al Windows 8, Unix, Linux, Mac OS, ecc. Tablet e smartphone, che hanno caratteristiche hardware differenti (minore potenza, schermi touch screen), dispongono di sistemi operativi propri: ad esempio, Android, iOs usato solo sui prodotti Apple, BlackberryOs, Windows phone, (Microsoft), Symbian (Nokia), ecc. I sistemi operativi possono essere suddivisi in base al metodo con cui l’utente può interagire con la macchina, attraverso quella che viene detta appunto interfaccia computer-utente; secondo tale criterio si possono riconoscere:
- sistemi ad interfaccia testuale (ad esempio MS-DOS), dove i comandi sono forniti dall’utente tramite stringhe di caratteri (parole) seguendo una grammatica e una sintassi ben definite. I vantaggi sono la poca memoria richiesta, la velocità elevata e la disponibilità di tutti i comandi allo stesso momento, mentre gli svantaggi sono legati alla difficoltà di ricordarsi i comandi correttamente.
- sistemi ad interfaccia grafica (ad esempio Windows), dove i comandi sono forniti dall’utente tramite la selezione dell’immagine che è legata alla operazione richiesta. È una interfaccia più amichevole, user-friendly. I vantaggi per l’utente sono la facilità d’uso e la totale trasparenza rispetto all’hardware sottostante, mentre gli svantaggi sono la pesantezza del sistema operativo (lento e grande) e la disponibilità di comandi complessi solo dopo diversi passaggi. Il software applicativo è formato da programmi costruiti per risolvere specifiche esigenze, problemi degli utenti. Una delle caratteristiche fondamentali di tali programmi deve essere la facilità di utilizzo e quindi l’interfaccia deve essere amichevole (user-friendly) per consentire anche all’utente meno esperto di fruire efficacemente del prodotto. Tale software è tradizionalmente suddiviso in:
- linguaggi di programmazione, o più propriamente gli ambienti di sviluppo dei linguaggi, agevolano la scrittura dei programmi applicativi e la verifica della loro correttezza; tali programmi risentono in misura ridotta o nulla della struttura hardware del sistema sottostante e sono quindi facilmente portabili da un sistema informatico a un altro. I linguaggi di programmazioni più celebri sono il C++, il Visual Basic, Java, Pascal, ecc.
- software a scopo generale (general purpose), formato da quei programmi che consentono anche a un utente inesperto di fruire dell’aiuto del computer per attività tipiche della vita
