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TECNOLOGIE DELL’INFORMAZIONE E DELLA COMUNICAZIONE
Le tecnologie dell'informazione e della comunicazione ( TIC o ICT , dall'inglese information and communications technology) sono l'insieme dei metodi e delle tecniche utilizzate nella trasmissione, ricezione ed elaborazione di dati e informazioni.
Oggi viviamo nella società dell’informazione , termine usato da alcuni sociologi per indicare l'attuale società post-industriale.
La caratteristica principale è il prevalere di un bene immateriale come l'informazione rispetto all'industria; e mentre il settore dell’economia, dei servizi e del terziario sono stati trainanti per tutto il XX secolo, oggi l' informatica e le telecomunicazioni sono i due pilastri su cui si regge la "società dell'informazione" attraverso la rivoluzione digitale.
La rivoluzione digitale è il passaggio dalla tecnologia meccanica ed elettronica analogica a quella elettronica digitale.
Oggi grazie alla rivoluzione digitale le TIC sono impiegate in tutti gli ambiti professionali e della vita quotidiana, infatti si sente sempre più parlare di:
E-commerce: consiste nella trasformazione o realizzazione di negozi fisici in negozi virtuali, con possibilità di vendere e acquistare prodotti e/o servizi online h24. E-banking: indica la possibilità di effettuare operazioni bancarie online h24. E-government: l'informatizzazione della pubblica amministrazione, quindi uffici e sportelli della Pubblica Amministrazione raggiungibili direttamente da casa attraverso un computer collegato ad internet. Giornali online: un giornale online è una testata giornalistica che viene pubblicata tramite internet. Social network: consiste in un qualsiasi gruppo di individui connessi tra loro da diversi legami sociali. Per gli esseri umani i legami vanno dalla conoscenza casuale, ai rapporti di lavoro, ai vincoli familiari e anche a legami di amicizia. Marketing Digitale: permette la promozione di attività, di prodotti e servizi attraverso internet, comprende (email marketing, social media marketing, advertising, SEO, affiliate marketing, etc...) E-learning: metodo di apprendimento e formazione attraverso internet seguendo corsi a distanza o permettendo l’interazione tra studenti e docenti. DaD: La didattica a distanza è una forma di didattica che avviene senza la presenza degli insegnanti e degli studenti in aula, avvalendosi di strumenti elettronici o online. Domotica, Robotica, Trasporto automatizzato, Fatturazione elettronica. E-mail, Chat, Sms, Mms, Istant Messaging, VoIP, Podcast, Webinar etc…
FUNZIONAMENTO DI UN COMPUTER: FONDAMENTI
Prima di vedere nel dettaglio il funzionamento di un computer è necessario capire il modo in cui esso ragiona, interpreta i problemi ed esegue le istruzioni.
Un computer non ha “ capacità di pensiero ”, cioè non è in grado di eseguire alcuna operazione se non viene opportunamente istruito dall’utente. Quindi l’utente che ha un problema da risolvere e un obiettivo da raggiungere deve tradurre il problema in una sequenza di istruzioni e passaggi in modo che la macchina possa elaborare le informazioni ed arrivare alla soluzione.
Una sequenza di operazioni e passaggi da compiere per risolvere un determinato problema viene chiamata algoritmo.
Gli algoritmi poi devono essere tradotti in opportuni linguaggi in modo che le istruzioni possano essere comprese dal computer.
Nella vita di tutti i giorni eseguiamo inconsapevolmente degli algoritmi: ad esempio, per preparare un piatto particolare seguiamo una ricetta, o per montare un mobile si svolgono determinati passaggi in sequenza.
Le istruzioni di un algoritmo devono essere:
Interpretabili in un unico modo, cioè non devono essere ambigue; Elementari, quelle più complesse vanno suddivise in istruzioni più semplici in modo che il computer possa elaborarle più facilmente; Realizzabili, cioè devono poter essere eseguibili materialmente; In numero finito, altrimenti il computer lavorerebbe all’infinito senza mai restituirci una soluzione.
ESEMPIO DI ALGORITMO (Preparazione Camomilla):
Quali sono le operazioni da eseguire per preparare una camomilla?
**1. Scaldare l’acqua
- Sistemare un filtro in una tazza
- Versare nella tazza l’acqua calda
- Lasciare in infusione per qualche minuto
- Aggiungere zucchero**
Uno dei modi più comuni in cui può essere rappresentato l’algoritmo è con un diagramma di flusso.
Questa sequenza di passaggi costituisce un ALGORITMO
Considerando combinazioni di 8 bit si possono rappresentare 256 possibili valori (lettere, cifre, segni di interpunzione).
Questo sistema di codifica viene chiamato ASCII (Standard americano per lo scambio di informazioni) e la corrispondenza byte/carattere è raccolto nella seguente tabella definita tabella ASCII standard.
In realtà lo standard ASCII ricopre solo i primi 128 byte, i rimanenti byte fino a 256 li troviamo nella tabella ASCII estesa che comprende tutti i simboli aritmetici, i simboli di valuta, le vocali accentate e altro.
Il carattere, la parola o la frase che viene digitata sulla tastiera viene trasformata all’interno del computer in una sequenza di byte. Per esempio la parola “cane” corrisponde alla seguente sequenza di byte:
LINGUAGGIO MACCHINA vs. LINGUAGGIO DI PROGRAMMAZIONE
I computer basano tutta la loro comunicazione e rappresentazione dei dati tramite il sistema binario. Tutti i programmi eseguibili dai computer sono scritti con un linguaggio, detto linguaggio macchina basato sui simboli 1 e 0.
Ora visto che il linguaggio dell’uomo è più complesso del linguaggio macchina, è necessario avere a disposizione uno strumento che permetta al computer di comprendere i comandi impartiti. Per questo esistono i linguaggi di programmazione che permettono la comunicazione tra uomo e computer. Le istruzioni scritte con questi linguaggi vengono tradotte in codice binario tramite un apposito programma chiamato compilatore. Tra i linguaggi di programmazione più diffusi possiamo citare: C, C++, Visual Basic, Java.
ARCHITETTURA DI UN COMPUTER: HARDWARE
Possiamo suddividere un sistema informatico in due macro componenti, separati ma dipendenti l’uno dall’altro: l’ hardware e il software.
Con il termine Hardware si intende la parte fisica del computer, tutto quello che si può toccare.
HARD = RIGIDO, DURO
WARE = MATERIALE
Quindi monitor, tastiera, masterizzatore DVD, hard disk, mouse, stampante, e anche i componenti interni del computer, cioè processore, memoria, scheda madre, sono tutti hardware.
Mentre con il termine software sono indicati tutti i dati e i programmi, quindi le istruzioni che permetto al pc di eseguire i compiti.
COMPONENTI DI UN COMPUTER
Di solito quando si parla di personal computer si considera tutti i componenti con cui interagiamo quando lavoriamo con un PC: la tastiera, il mouse, la stampante, il monitor, e il case (di un computer desktop/fisso)
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, come vedremo, delle periferiche collegate al computer che aggiungono funzionalità.
IL PROCESSORE
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 l’elemento principale (ma non l’unico) che definisce le prestazioni di un computer.
Le operazioni fondamentali di una CPU sono:
**1. 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):
**1. 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.
La caratteristica più importante del processore è la velocità (o frequenza ) con cui esegueno le operazioni. La velocità si misura in in Ghz (Ghz = miliardi di operazioni al secondo).
Inoltre i processori attuali utilizzano una tecnologia multi-core : in pratica un singolo microchip al cui interno si trovano più processori distinti.
Oggi abbiamo processori octa-core , esa-core, quad-core, dual-core.
La presenza di più di un processore permette, per come si utilizza adesso un computer, il massimo beneficio in termini di prestazioni percepite.
Nella situazione di un PC reale vi sono più processi in esecuzione: il programma di videoscrittura che sta utilizzando l’utente, ma anche il programma antivirus, la chat, la mail, ecc.
Ad esempio un processore octa-core riesce ad eseguire 8 processi contemporaneamente. L'applicazione in primo piano è eseguita alla massima velocità possibile da un processore mentre gli altri si occupano degli altri processi senza rallentare la macchina.
MEMORIE INTERNE ED ESTERNE
Uno degli elementi fondamentali di un computer sono le memorie.
Una memoria è un dispositivo capace di immagazzinare, conservare e restituire informazioni, cioè programmi , applicazioni e dati.
L’ unità di misura della capacità della memoria è il BYTE. Ma in realtà non si usa il byte per indicare la capacità di una memoria perché è un’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 parlare in questi termini, infatti è come se una persona esprimesse il suo peso in grammi, o l’altezza in millimetri.
Quindi per esprimere la capacità della memoria utilizziamo i multipli del BYTE :
- BIT = Singola unità di informazione
- BYTE = 8 Bit
- KB (Kilobyte) = 1024 byte
- MB (Megabyte) = 1024 KB = 1024^2 byte (milioni di byte)
- GB (Gigabyte) = 1024 MB = 1024^3 byte (miliardi di byte)
- TB (Terabyte) = 1024 GB = 1024^4 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
Dove possiamo trovare questi termini?
Ad esempio, in Windows, se andiamo a vedere le proprietà del disco locale C (l’hard disk) si vede sia il termine byte che il termine GB, e notiamo dalla figura sottostante come non è pratico utilizzare i byte come unità di misura ma i suoi multipli.
Inoltre 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.
Al contrario la memoria hard disk è una memoria magnetica , cioè formata da materiali 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.
Questo spiega il fatto che se manca all’improvviso la corrente perdo tutte le modifiche che ho fatto ad un documento dopo l’ultimo salvataggio.
Memoria RAM
La RAM fa parte della memoria centrale del computer assieme alla memoria ROM.
La sigla RAM significa Random Access Memory , memoria ad accesso casuale: sarebbe meglio dire ad accesso diretto, nel senso che il processore accede in modo immediato ai dati e programmi che deve utilizzare. Quindi, la RAM contiene qualsiasi dato e programma che il computer sta elaborando.
Da ciò si capisce perché aumentare la memoria RAM del PC, può portare a un aumento delle prestazioni: c’è più spazio per caricare tutti i programmi e dati che devono essere elaborati.
Il contenuto della RAM può essere scritto, modificato e cancellato: all'accensione del computer, però, la memoria RAM è completamente vuota e torna in questo stato una volta che il computer è spento. Per questa ragione la RAM viene anche detta memoria volatile come già detto in precedenza.
Inoltre la memoria RAM è molto costosa, infatti 1MB di RAM costa 1000 volte in più rispetto a 1 MB di hard disk.
Memoria ROM
La memoria ROM , non è cancellabile e non è riscrivibile, è meno costosa della RAM in quanto realizzata con circuiti molto più semplici, ed è più piccola della RAM perché contiene poche informazioni.
La sigla ROM significa Read Only Memory ovvero memoria di sola lettura e, a differenza della RAM, mantiene le informazioni anche in caso di mancanza di corrente.
La memoria ROM contiene solo le informazioni per l'avvio del PC. Queste informazioni sono scritte nei circuiti della memoria ROM dalla ditta che produce il computer e si chiamano firmware.
In particolare il firmware della ROM si chiama BIOS che significa proprio Basic Input Output System, ovvero le operazioni base che un PC effettua all'avvio, cioè:
- verifica dell’hardware,
- attivazione dell’hardware,
- avvio del software di base del computer, il sistema operativo che vedremo quando si parlerà del software.
Chiaramente senza la ROM il PC non sarebbe in grado di accendersi.
Memorie di MASSA
Nelle memorie di massa, come l’Hard disk, le memorie flash, il floppy o i CD/DVD, i dati vengono invece memorizzati in modo permanente per poterli poi riutilizzare in un secondo momento.
I computer dispongono di un disco rigido e in alcuni casi, ma sempre di meno, di un lettore ottico per CD/DVD mentre i floppy sono ormai scomparsi. Gli altri dispositivi come smartphone, tablet, ecc... per motivi di spazio e peso utilizzano memorie flash (SD, microSD).
La scelta del disco rigido per un computer dipende dalle esigenze personali: se occorre maggiore velocità ci si può orientare su dischi rigidi basati su tecnologia a stato solido (SSD, solid state disc), che hanno però dimensioni più ridotte 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.
Esistono poi le memorie di massa rimovibili, come i floppy , ormai non più usati da anni a causa della loro capacità limitata a 1,4MB, i CD e DVD , anch’essi ormai quasi dismessi per la capacità limitata a 700MB (CD) e 4,7GB (DVD).
Più utilizzati sono invece le pen drive USB che, pur essendo molto piccole e leggere, possono avere capacità di memorizzazione molto elevate, fino a 256GB e i dischi rigidi portatili, che con dimensioni simili a quelle di uno smartphone, possono contenere fino a 2TB di dati.
I dispositivi mobili come smartphone, tablet e fotocamere digitali utilizzano generalmente schede di memoria flash come le SD e le microSD. Nonostante le ridotte dimensioni, queste memorie di massa possono contenere decine o centinaia di GB di dati.
(Nella figura sottostante vediamo in realtà come si presentano i vari tipi di memoria e il processore)
multifunzione che integrano nello stesso apparecchio anche una stampante, trasformandola di fatto anche in una fotocopiatrice. La webcam è una periferica in grado di catturare immagine statiche e in movimento. Viene utilizzata in genere per videoconferenze e videochiamate tramite computer per visualizzare il volto dei partecipanti (questa periferica è integrata in notebook, smartphone e tablet) Il microfono trasforma in segnali elettrici le onde sonore e permette di registrare suoni o la voce. Questa periferica viene utilizzata per vari scopi molto diversi: per effettuare telefonate VoIP (Voice over Internet Protocol) da computer a computer ma anche per registrare musica da professionisti del settore (questa periferica è integrata in notebook, smartphone e tablet).
PERIFERICHE DI OUTPUT
Il monitor (o schermo). Le schermate sono formate da una griglia di piccoli punti luminosi (pixel) che in base al colore che assumono formano le immagini. Oggi sono più diffusi monitor con dimensione da 19’ in su e risoluzione di 1920x1080 pixel e anche maggiore (questa periferica è integrata nei notebook, tablet e smartphone) La stampante è una periferica che trasferisce su carta il prodotto dell'elaborazione, ad esempio un testo, un grafico o un'immagine. Esistono stampanti di molti tipi: b/n e a colori, con tecnologia a getto d'inchiostro o laser, per documenti e per fotografie. Esistono anche stampanti multifunzione (MFP, Multi Functional Printer) dotate anche di scanner e, a volte, di fax, e possono essere utilizzate anche come fotocopiatrice. Gli altoparlanti e le cuffie costituiscono l'output sonoro dei pc multimediale, cioè in grado di gestire anche l'audio oltre al video. Tramite gli altoparlanti si possono ascoltare i suoni del sistema operativo, musica, l'audio di un filmato e registrazioni digitali, magari effettuate tramite un microfono. Insieme al microfono costituiscono uno strumento indispensabile per effettuare videoconferenze o videochiamate tramite il pc (gli altoparlanti sono integrati nei notebook, tablet e smartphone). Una docking station è una periferica per notebook che ne aumenta le porte di ingresso/uscita (USB, ethernet, audio, ecc…).
SOFTWARE
Con il termine software (derivato da soft = morbido e ware = componente) si definiscono tutti i programmi che possono operare sul calcolatore (computer), o altro dispositivo digitale, e permettono di elaborare i dati: è la componente logica , in contrapposizione alla parte fisica detta hardware.
Il software viene suddiviso in due categorie:
SOFTWARE DI BASE (Sistema Operativo): fa da tramite tra l'utente e l'hardware, gestendo le risorse hardware di elaborazione e memorizzazione, le periferiche, e facendo da interfaccia con l'utente, senza il quale quindi non sarebbe possibile l'utilizzo del computer stesso e di altri software più specifici, come applicazioni o librerie software. Quindi è un componente essenziale del computer che funge da "base" al quale si appoggiano gli altri software, che dunque dovranno essere progettati in modo da essere riconosciuti e supportati da quel particolare sistema operativo. Per intenderci, il sistema operativo è Windows (o Mac os, o Linux, etc.).
SOFTWARE APPLICATIVI: sono software usati dall'utente per determinati scopi (scrivere un testo, archiviare dei dati, visualizzare un filmato, etc...). Per poter funzionare gli applicativi si appoggiano al Sistema Operativo, per il quale come detto prima devono essere stati progettati. Quindi riescono ad agire sull’elaboratore solo con il tramite del software di base.
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, etc.
Quindi in sintesi : 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, etc.
Il software generalmente è installato sull’ hard disk del computer, ma ciò non avviene sempre. Infatti 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.
Recentemente sono stati messi in vendita dei computer, detti “Chromebook” , dotati di un sistema operativo minimale basato sul browser di Google Chrome, che funzionano sempre connessi a internet utilizzando delle applicazioni web.
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.
Il software applicativo è tradizionalmente suddiviso in:
Linguaggi di programmazione. Software a scopo generale (General Purpose). Programmi a scopo specifico (Special Purpose).
I linguaggi di programmazione , o più propriamente gli ambienti di sviluppo dei linguaggi, agevolano la scrittura dei programmi applicativi e la verifica della loro correttezza. I linguaggi di programmazioni più famosi sono il C++, il Visual Basic, Java, Pascal, ecc.
Il software a scopo generale è formato da quei programmi che consentono anche a un utente inesperto di fruire dell’aiuto del computer per attività tipiche della vita quotidiana quali scrivere e comunicare. Sono a scopo generale per il fatto che possono essere presenti in contesti diversi: ad esempio il programma Word, per scrivere una lettera, può essere utilizzato in uno studio di avvocati, come da un medico, un geometra, ecc.
I software a scopo generale più comuni sono:
Elaboratori di testi (Word) Fogli di calcolo (Excel) Database (Access) Presentazioni (Power Point) Navigazione in internet (Internet Explorer, Google Chrome) Telefonia su protocollo IP per telefonare e video-telefonare utilizzando il VoIP (Voice over IP), (Skype) Messaggistica istantanea (Whatsapp, Messenger) Posta elettronica (Gmail, Yahoo)
In particolare i programmi per la navigazione in rete si chiamano Browser.
Spesso accanto al nome del programma applicativo si trova un numero , ad esempio Windows Explorer 8.0. Il numero indica la versione del software. Cioè quando il software viene modificato ed aggiornato dalla casa costruttrice, con modifiche sostanziali al programma, allora si ha una versione successiva: quindi il primo Explorer era Microsoft Explorer 1.0, poi la versione 2.0 e così via.
Se invece le modifiche non sono sostanziali , ad esempio correzione di errori (bug) del programma, allora si indicherà con un numero tipo 1.1, 1.2, 1.3, ecc.
I software a scopo specifico risolvono problematiche specialistiche, per una specifica fascia di utenti, quali la gestione di un magazzino o il controllo di un impianto, la progettazione 2D o 3D.
Alcuni esempi sono:
EDP (Electronic Data Processing): software che si occupa della gestione magazzino, contabilità, paghe etc. DBMS (Data Base Management System): software che si occupa del trattamento elettronico dei dati aziendali. Elaborazione immagini (Adobe Photoshop): si tratta di software che permettono di effettuare varie operazioni sulle immagini, ad esempio il ritocco fotografico, ecc... CAD (Computer Aided Design): software per la progettazione, infatti ormai quasi tutti i progetti (elettronici, meccanici, edilizi, ecc...) vengono disegnati utilizzando specifiche applicazioni per computer. Applicazioni per tablet/smartphone : sempre più diffuse sono le applicazioni destinate ai dispositivi mobili. Servono a svolgere molte operazioni, prima di tutto ovviamente quelle legate alla comunicazione (posta elettronica, social network, ecc...); ma poi molte altre, quelle più diffuse legate alla multimedialità, alle applicazioni da ufficio, ai giochi, alla guida assistita da GPS (Global Positioning System).
COPYRIGHT E LICENZA D’USO DEL SOFTWARE
Tutte le opere di ingegno , cioè quella creazione dell’intelletto umano che ha spiccate connotazioni artistiche, culturali o estetiche (come ad esempio musica, video, libri, ecc.), sono tutelate dalle legge sul diritto d’autore o legge sul copyright.
Anche i software sono ritenuti opere dell’ingegno e quindi sono tutelati dalla legge sul diritto d’autore, quindi non possono essere usati e duplicati senza autorizzazione.
In generale non è consentito:
Fare delle copie non autorizzate di un software o di parte di esso; Andare a vedere e copiare il modo con cui è stato realizzato; Installarlo su diversi computer senza autorizzazione o cederlo ad altri.
Questo dipende dal fatto che quando si acquista un programma non si diventa proprietari del programma senza alcun vincolo, non si può fare un libero uso del programma, ma si acquisisce soltanto la licenza d’uso , detta EULA.
EULA o End User License Agreement (accordo di licenza con l’utente finale) è il contratto tra il fornitore di un programma software e l’utente finale. Tale contratto assegna la licenza d’uso del programma all’utente nei termini stabiliti dal contratto stesso.
EULA solitamente permette soltanto:
Di utilizzare il software su un solo computer , salvo diverse indicazioni.
