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Introduzione
Modulo Computer Essentials Scopi del modulo Il presente modulo 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. Gli argomenti sviluppati sono:
- concetti fondamentali relativi all’ICT (Tecnologie dell’Informazione e della Comunicazione), ai computer, ai dispositivi elettronici e al software;
- avvio di un computer. Utilizzare icone e finestre;
- le principali impostazioni del sistema operativo Windows e le funzionalità della Guida in linea;
- creare un semplice documento e stamparne delle copie;
- principali concetti di gestione dei file e cartelle;
- concetti fondamentali relativi ai supporti di memoria;
- uso di software di compressione e di estrazione di file di grandi dimensioni;
- concetti relativi alle reti e alle possibilità di connessione: collegarsi a una rete;
- importanza di effettuare copie di backup dei dati e di proteggere i dati e i dispositivi elettronici da malware;
- importanza del “green computing”, dell’accessibilità e della salvaguardia della salute degli utenti.
Capitolo 1
ICT
Information Communication Tecnology
Tecnologie della Comunicazione e dell’Informazione
L'introduzione del computer nel mondo del lavoro e dello studio ha provocato cambiamenti radicali nel modo di lavorare e
di porsi nella società. Scopo di questa sezione è comprendere come è cambiata e come cambierà la nostra società basata
sulla informazione e come affrontare correttamente il lavoro con una macchina complessa come il computer.
Con il termine Tecnologie della Comunicazione e dell’Informazione (ICT) si intende lo studio dei metodi per memorizzare
ed elaborare le informazioni del punto di vista informatico e l’applicazione nella vita quotidiana. Quindi 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), ecc.
Tipi di servizi e di utilizzi dell’ICT
Dove sono utilizzate le Tecnologie della Comunicazione e dell’Informazione nella vita quotidiana?
La risposta è semplice. Praticamente dappertutto.
In ogni settore della quotidianità l’uso del computer può risultare utile. In particolare con la diffusione di internet il
computer sta entrando sempre più capillarmente nelle nostre abitudini.
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.
Ricordiamo anche l’e-government, l'informatizzazione della pubblica amministrazione: quindi 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, elettronic learning, in italiano formazione elettronica, 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, grazie alle tecnologie della comunicazione, è possibile la comunicazione vocale, la comunicazione scritta tramite gli SMS (dall'inglese Short Message Service) e gli MMS dall'inglese Multimedia Message. L’evoluzione del telefono cellulare, lo Smartphone, ha moltiplicato le funzioni possibili. Ad esempio 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 come tablet e smartphone, diversi compiti come scrivere, calcolare, disegnare, ecc. 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.
Domande
- Quali di queste non è una applicazione dell’informatica in ambito sociale a. Calcolo dell’ISAEE b. Analisi statistica di un intervento pubblico c. Visita domiciliare ad utenti di un servizio d. Gestione dei contributi
- Cosa si intende con il termine CBT? a. Insegnamento tramite la rete internet b. Corsi d’aula sull’uso del computer c. Competenze di base sulle telecomunicazioni d. Calcolo di un bilancio trasposto
- Cosa non posso fare con l’Home Banking a. Posso prelevare denaro contante b. Posso effettuare bonifici c. Posso effettuare compravendita di titoli d. Posso consultare il conto corrente
- Cosa non posso fare con il commercio elettronico a. Confrontare vari prodotti b. Parlare fisicamente con un addetto alle vendite c. Fare acquisti in un qualsiasi momento d. Scegliere più prodotti
- Quali delle seguenti non è una applicazione di e-governement a. Anagrafe comunale on line b. Dichiarazione dei redditi on line c. Informazioni al pubblico on line d. Compravendita titoli on line
Se si vuole rappresentare un elenco ordinato per dimensioni e potenza di calcolo dei vari tipi di calcolatori, si può considerare:
- supercomputer
- mainframe
- minicomputer
- workstation
- personal computer o PC: qui ci sono molte sottocategorie. Prima di trattare ogni singola categoria, vogliamo precisare che il confine tra una è l’altra è molto labile: con la velocità dell’evoluzione tecnologica, quello che oggi classifichiamo come workstation tra sei mesi sarà superato in termini di velocità di elaborazione e quindi sarà considerato un personal computer. Supercomputer Sono dei computer molto potenti che sfruttano le tecnologie più moderne e costose (ad esempio la superconduttività alle basse temperature, utilizzo di processori in parallelo) per poter elaborare con altissime velocità. Sono utilizzati in ambito aerospaziale, per calcolare le rotte dei satelliti, in campo militare, aeronautico, ecc. Quindi sono dei calcolatori specializzati a svolgere determinate operazioni con altissime velocità. In generale non sono quindi progettati per un utilizzo generale, come un personal computer che serve per scrivere, calcolare, giocare, ecc., ma per svolgere poche cose in modo velocissimo.
Mainframe È un 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 comunque 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 Quando si tratta di decine di calcolatori che accedono al sistema informatico si parla di minicomputer: 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 diposizione. In realtà, questo tipo di sistemi va scomparendo, o meglio si sta trasformando in server, una macchina, cioè, a cui gli utenti si collegano non tramite terminali, ma attraverso personal computer dotati di scheda di comunicazione. Rivedremo questi concetti quando si parlerà di reti di computer. Workstation La definizione di workstation è quella di un personal computer che ha capacità di elaborazione, memorizzazione, grafiche e costo superiori a quelle di un personal computer standard. La definizione rende già l’idea di quanto sia difficile distinguere un PC di fascia alta da una workstation. Diciamo che la struttura di una workstation appare potenziata: il monitor risulta essere di notevoli dimensioni per visualizzare anche immagini ad alta definizione, mentre uno o più processori consentono di trattare una grosse mole di dati (di solito di natura grafica).
Portatili Un computer portatile, o laptop o notebook, come dice il termine, è un sistema trasportabile, di dimensioni ridotte, a forma di libro con monitor piatto da una parte e tastiera dall’altra. Hanno una batteria ricaricabile (di solito al litio) che ne permette l’uso anche in assenza di corrente. I componenti sono miniaturizzati ed ottimizzati per permette il maggior risparmio di energia possibile. Esistono delle categorie particolari di notebook.
- Network computer: è il computer utilizzato dai rappresentanti di prodotti alimentari o farmaceutici per effettuare gli ordinativi o per illustrare al cliente le loro proposte. Si possono collegare immediatamente alla rete per sfruttare le risorse di quest’ultima, in particolare per collegarsi all’unità centrale dell’azienda. Non possiedono una propria memoria interna. Tutti i salvataggi sono effettuati via rete. I vantaggi che presentano sono il basso costo.
- Netbook: è un particolare tipo di notebook che ha nelle dimensioni ridotte e nella leggerezza le sue caratteristiche principali: ha un monitor al massimo di 10-11 pollici e un peso inferiore al chilogrammo. Nonostante ciò la tastiera, seppur compatta, permette una scrittura agevole. Ha chiaramente delle potenzialità (e anche prezzi) inferiori rispetto ad un notebook: non possiede il lettore/masterizzatore DVD, la scheda grafica non è di ultima generazione, ecc. Ma il computer deve servire per collegarsi in internet, chattare, video chiamarsi. Infatti ha una webcam integrata, sopra il monitor. Tablet PC Il Tablet PC è un computer portatile, generalmente di piccole dimensioni (lo schermo più diffusa è di 10-12 pollici) e potenzialità inferiori a un notebook, che può essere utilizzato con le dita, essendo dotato di schermo sensibile al tocco (touchscreen). Hanno un sistema operativo simile a quello dei pc come iOs e Android. Possono essere utilizzati attraverso una speciale penna, cosa che lo accomuna anche ai computer palmari.
Altri dispositivi portatili Telefoni cellulari Il telefono cellulare è ormai di uso così comune che ha poco senso darne una definizione. Il telefono cellulare, chiamato anche semplicemente cellulare o telefonino, è un apparecchio radio trasmittente e ricevente per la comunicazione in radiotelefonia, collegato ad una rete telefonica. Il telefono cellulare consente di avere sempre disponibile un collegamento telefonico se si trova nella rete di copertura del suo operatore. Smartphone È un telefono di terza generazione che, oltre a offrire tutte le funzionalità di telefonia più all'avanguardia, racchiude in sé le molteplici funzioni e applicazioni caratteristiche di un computer palmare, gestite da un sistema operativo, come ad esempio Microsoft Windows Mobile. Lo SmartPhone permette di inviare o ricevere messaggi immediati (SMS e MMS) ed e-mail, ascoltare file mp3, guardare filmati, navigare in Internet, giocare, gestire l’agenda, sincronizzare i dati del telefono con quelli del proprio PC e molto altro. All’occorrenza può diventare anche un comodo navigatore GPS. Inoltre si possono aggiungere altri programmi, altre applicazioni aumentandone le potenzialità. Lettori multimediali Sono dispositivi elettronici pensati appositamente per riproduzione audio, nei modelli più evoluti anche la registrazione, e la visione di 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 È una fotocamera che, al posto della tradizionale pellicola fotografica, ha dei sensori che trasformano la luce che li colpiscono in segnali elettrici memorizzati su appositi supporti come le schede SSD.
Capitolo 3 Il modello di Von Neumann Di solito quando si parla di personal computer si considerano tutti i componenti con cui interagiamo quando lavoriamo con un PC: la tastiera, il mouse, la stampante, il monitor, e il case. 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. Chiarito questo concetto, vediamo cosa c’è all’interno del case. 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. Si può fare un paragone con la descrizione di una automobile. Si dice: “Beh, c’è il motore, la carrozzeria, i comandi con cui interagisce il guidatore come il volante, il cambio, ecc.”. In realtà questa è una suddivisione teorica: quando finisce il volante e comincia la parte di motore? Non c’è un taglio netto tra una parte e l’altra. Lo stesso vale per il computer. Nel calcolatore si posso distinguere quattro moduli
- il processore o CPU (cuore del sistema)
- 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.
Prende il nome di modello di Von Neumann, dal nome del suo ideatore. 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 o CPU (Central Process Unit, Unità Centrale di Processo) è il cuore del computer. Infatti nello schema di Von Neumann è posizionato al centro. Il processore controlla e gestisce tutte le operazioni del calcolatore: è il processore che 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 ad 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.
Nello schema di Von Neumann era indicato che tutti i componenti illustrati interagiscono tra di loro attraverso il bus. Dov’è il bus nella scheda madre? Si deve girare la Motherboard dall’altra parte. 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.
- Un bus è: a. Un componente della CPU. b. Un dispositivo usato solo nelle reti. c. Il canale trasmissivo con cui colloquiano le componenti di un elaboratore. d. Una periferica d'uscita.
- Fanno parte dell’hardware: a. Il sistema operativo ed i programmi applicativi b. Il processore e la memoria centrale c. Il sistema operativo e le periferiche d. Il file system e la memoria secondaria
- Gli elementi base dell'architettura di Von Neumann sono: a. Periferiche d'ingresso, periferiche d'uscita e interfacce. b. CPU, memoria, bus e periferiche. c. Unità di controllo e ALU. d. Memoria interna, memoria esterna e memoria cache.
- Quando sono utilizzati i programmi si trovano a. Nella RAM b. Nella ROM c. In tutte le memorie d. Nella CPU
- Cosa significa la sigla USB? a. Universal Serial Bus b. Unit Service Bit c. Universal Service Bit d. Tutte le affermazioni sono errate Domande
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 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. Cosa sono le istruzioni elaborate dal processore? Una istruzione dice al computer come svolgere una operazione aritmetica (ad esempio la somma di due numeri), un’operazione logica (il confronto tra i valori di due dati), oppure una operazione di controllo (come ad esempio il trasferimento dei dati). Ogni processore ha un particolare insieme di istruzioni che è capace di eseguire (chipset). Le istruzioni sono espresse nel linguaggio macchina, un particolare codice che può essere interpretato dall’unità di controllo. Ogni operazione “complessa” è suddivisa in operazioni elementari (dette cicli di istruzione) che il processore è in grado di eseguire (somma, lettura di un dato, ecc). La caratteristica più importante del processore è la velocità (o frequenza) con cui esegue le operazioni. La velocità di un processore si esprime in milioni di operazioni al secondo realizzate. La velocità si misura in Mhz (megahertz = Mhz = milioni di cicli al secondo) o attualmente in Ghz (Gigahertz = Ghz = miliardi di operazioni al secondo). Se leggiamo che un processore ha una frequenza di clock di 2 Ghz significa che è in grado di eseguire 2 miliardi di cicli di istruzione al secondo. Sembra una quantità smisurata, fuori da ogni logica. In realtà stiamo parlando di istruzioni macchina, istruzioni in linguaggio macchina, quindi istruzioni molto semplici, istruzioni eseguibili da circuiti elettronici elementari: ad esempio, un processore non è in grado di fare immediatamente la somma 40 + 30 = 70, come noi.
