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INFORMATICA
HARDWARE
È l’insieme delle parti fisiche, concreti, elettroniche, elettriche e meccaniche che compongono il computer, quali i cavi, gli interruttori, il mouse, il lettore CD-ROM, il monitor, le schede, la tastiera, l’unità principale, … È tutto ciò che si può vedere e toccare, tutto ciò che si può danneggiare dal punto di vista meccanico, tutto ciò che presenta una certa consistenza. SOFTWARE È l’insieme di tutti i programmi che si usano in un computer e che ne consentono il suo funzionamento, ovvero quei programmi che controllano le componenti fisiche ed elaborano i dati immessi nel computer stesso, facendogli svolgere il proprio lavoro. FIRMWARE: il software memorizzato in modo permanente nell’hardware.
INFORMATION TECNOLOGY (IT)
HARDWARE + SOFTWARE
È lo studio e lo sviluppo dell’hardware e del software per la trasmissione e l’elaborazione delle informazioni. Tutto è elaborazione (premere un tasto per scrivere un testo, l’uso della calcolatrice, visualizzare le informazioni, cancellare un’informazione, …)! COME COMUNICARE? Un numero sempre più crescente di persone svolge mansioni legate all’informazione e alla conoscenza.
SISTEMA OPERATIVO (S.O.)
I sistemi operativi più conosciuti sono: (MS=prodotto da (Microsoft)-DOS (Disk Operating System): usa interfaccia testuale Windows Xp: usa interfaccia grafica Windows Vista (MAC) OS X Unix e Linux: usati da coloro che voglio progettare ed attivare un provider internet, ovvero un sistema per rendere disponibile l’accesso ad internet per gli utenti che lo richiedono. TIPOLOGIE DI COMPUTER MAINFRAME = grandi sistemi Sono apparecchi di grandi dimensioni, assai costosi e sofisticati, che possono essere utilizzati da molti utenti simultaneamente mediante opportuni terminali; tipicamente vi fanno ricorso grandi organizzazioni che devono elaborare enormi quantitativi di dati. Terminali stupidi: costituiti solo da tastiera e monitor per l’inserimento dei dati e per il controllo dei risultati, ovvero senza alcuna capacità di calcolo; Terminali intelligenti: dotati di un processore proprio che sovrintende alle operazioni locali. MINICOMPUTER Sono apparecchi meno potenti dei precedenti, usati spesso come server nelle reti, ai quali vengono collegati diversi microcomputer. NETWORK COMPUTER È costituita dal collegamento di calcolatori o gruppi di calcolatori situati più o meno lontani l’uno dall’altro, allo scopo di scambiare informazioni o di rendere possibile la cooperazione di più utenti. PERSONAL COMPUTER (PC) esecutore
È il computer nella sua forma più comune, come siamo abituati generalmente a pensarlo, dotato di tutto il necessario per caricare programmi, elaborare dati e salvarli; è caratterizzato da un’architettura a processore unico e da memorie di massa relativamente limitate; in genere è pensato per un uso personale ma può essere messo in rete con altri computer; è dotato dell’hardware necessario per consentire la riproduzione simultanea di audio e video, permettendo all’utente, se necessario, di interagire con il programma. LAPTOP È un computer portatile, un notebook, un computer più piccolo (agenda) oppure un palmtop (palmare), potente come un computer da tavolo ma utile per chi ha continue necessità di spostarsi. PALMTOP È un computer palmare. COMPONENTI DI BASE DI UN PC MOUSE È un piccolo strumento di forma arrotondata, facile da impugnare, dotato di una piccola sfera nella parte inferiore, che gli permette di scorrere facilmente sul tavolo di lavoro. È munito di due pulsanti (ma in alcuni modelli i pulsanti sono tre) ed è collegato al PC tramite un cavo o senza fili. Si manovra con una sola mano ed il suo spostamento genera un segnale che fa muovere nella stessa direzione una piccola freccia sullo schermo (chiamata puntatore del mouse). Premendo sul tasto di sinistra (cioè, come si dice, cliccando) è eseguita la funzione puntata del cursore. Consente la scelta tra diversi lavori possibili o diversi comandi. SCANNER È un dispositivo in grado di fornire al PC la rappresentazione grafica di un documento cartaceo. Un apposito programma rielabora i disegni, le foto, i testi, poi li converte in immagini, che il computer visualizza sullo schermo. Queste potranno essere memorizzate su disco, stampate o utilizzate in altri programmi, come i comuni programmi per il trattamento delle immagini e dei testi. Consente di leggere parti scritte di documenti (OCR=Optical Character Reader) trasformandoli in segnali digitali che vengono immessi nel PC. MODEM È un dispositivo che, collegato alle porte di comunicazione del computer e alle prese del telefono, rende possibile il poderoso scambio di informazioni che oggi è alla base della rete Internet. Può essere collocato sia all’interno sia all’esterno del computer. PENNA OTTICA È un dispositivo che, appoggiato sullo schermo, interagisce con quanto appare su di esso. È spesso utilizzata per leggere codici a barre degli articoli di magazzino, nei negozi di grande distribuzione al dettaglio (supermercati, ipermercati, …). PLOTTER È un dispositivo di stampa di grosse dimensioni, in cui la testina di stampa è costituita da uno o più pennini di diversi colori; viene utilizzato per riprodurre grafici, schemi tecnici o altri disegni al tratto di carattere analogo. Si tratta di una tavoletta o rullo su cui è appoggiato un foglio dove la penna collegata ad un braccio meccanico disegna il grafico. TAVOLETTA GRAFICA O DIGITIZER È un dispositivo che serve per rilevare le coordinate dei punti di un disegno.
PERIFERICHE
Dispositivi esterni connessi ad un PC HARDWARE Unità centrale o processore (CPU); svolge le elaborazioni ed il trasferimento dei dati; esegue programmi. Memoria principale o centrale (RAM), usata per memorizzare dati e programmi; ha dimensioni limitate; è volatile; l’accesso all’informazione è molto rapido. Unità di ingresso e di uscita, usate per comunicare con il mondo esterno, forniscono funzionalità specifiche relative al trattamento di informazione. Queste tre unità, che, per soddisfare alle più disparate esigenze, hanno caratteristiche e prestazioni diversificate per i vari calcolatori, sono poi collegate tra loro mediante opportuni bus o canali. UNITÀ CENTRALE DI ELABORAZIONE (CPU = CENTRAL PROCESSING UNIT) È l’insieme di unità (circuiti elettronici) che svolgono tutte le operazioni necessarie al funzionamento del computer, elaborando i dati inseriti secondo le indicazioni fornite dall’utente tramite appositi comandi, raggruppati in programmi; è costituita generalmente da un microprocessore, una sorta di «cervello» che dirige qualunque operazione del PC, ovvero da un’unità aritmetico-logica (ALU=Arithmetic Logic Unit) e da un’unità di controllo (CU=Control Unit). MEMORIA CENTRALE È un dispositivo elettronico in grado di memorizzare istruzioni e dati codificati in forma binaria; è costituita da uno o più chip (scheggia), ovvero da piastrine di silicio incapsulate in materiale plastico e fornite di contatti metallici, chiamati piedini (pin), che ne consentono l’inserimento su circuiterie più estese, chiamate schede, e quindi il collegamento elettronico con il resto del sistema. Si distingue in
PERIFERICHE DI INPUT
Mouse, tastiera, scanner, modem, penna ottica (il loro compito è di inserire dati che il computer dovrà elaborare)
PERIFERICHE DI OUTPUT
Video, plotter, stampante (servono a prestare all’esterno i risultati dell’elaborazione) ROM RAM
ROM = READ ONLY MEMORY = MEMORIA DI SOLA LETTURA
È presente nella scheda madre; è una memoria di tipo non volatile (permanente), ovvero l’informazione viene conservata anche se manca alimentazione; contiene i programmi e le informazioni necessari per il funzionamento del PC. Le istruzioni contenute nella memoria ROM sono programmate dalle ditte costruttrici e non si possono modificare; sono immediatamente disponibili all’accensione del PC e non si cancellano quando si spegne il computer. I PROGRAMMI CONTENUTI NELLA ROM il programma di autotest (programma di diagnostica), che si attiva al momento dell’accensione e controlla tutti i componenti del sistema; se un dispositivo non funziona viene emesso un messaggio di errore; il programma di caricamento (bootstrap), che carica i programmi predisposti alla gestione delle risorse hardware (nucleo del sistema operativo), prelevandoli da una memoria esterna (disco); il programma di gestione dei dispositivi input e output (BIOS= Basic Input/Output System), che permette alle unità periferiche (tastiera, stampante, monitor, e così via) di funzionare e di trasferire il sistema operativo ed altri dati dalla memoria di massa a quella centrale. RAM = RANDOM ACCESS MEMORY = MEMORIA AD ACCESSO CASUALE È una memoria di tipo volatile; perde tutte le informazioni quando viene a mancare l’alimentazione elettrica; è una memoria di lettura e scrittura in cui sono temporaneamente memorizzati i dati e le informazioni in fase di elaborazione. È detta “ad accesso casuale” poiché è possibile accedere al suo contenuto direttamente, senza scorrere i registri sequenziali sequenzialmente; viene anche utilizzata per trasmettere i dati tra il computer e le periferiche. In essa passano tutti i dati necessari alla CPU e vi sono caricati: il nucleo del sistema operativo, i programmi applicativi, i dati da elaborare ed i risultati successivamente ottenuti. LA RAM è formata da una matrice di celle identificate da un indirizzo (address) il cui valore è un numero naturale che va da 0 ad n (in notazione binaria); il contenuto delle celle si chiama word (parola); le parole possono avere lunghezza di 8 bit (byte), 16 bit (short), 32 bit (long), 64 bit, a seconda della lunghezza del Registro Indirizzi della CPU; per trasferire in memoria l’indirizzo di una locazione viene utilizzato il bus di indirizzi, costituito da un certo numero di linee di 1 bit ognuna (numero uguale alla lunghezza del Registro Indirizzi della CPU), attraverso le quali i singoli bit viaggiano in parallelo; se il numero di bit utilizzati per descrivere l’indirizzo è k, lo spazio di indirizzamento (ovvero il numero di locazioni di memoria indirizzabili) è uguale a 2 k ; ad esempio, il processore Pentium ha indirizzi lunghi 16+32 bit e può indirizzare 2^16+32=2 48 celle, che vengono gestiti come 2^16=65536 segmenti di 4 GB (4 GB=2^32 bytes); vale la semplice formula: lunghezza parola × spazio di indirizzamento = = memoria utilizzabile che permette di determinare il valore assunto da una variabile (se le altre sono note); la velocità di accesso è dell’ordine dei 10-20 nanosecondi; l’accesso alle locazioni è uniforme (RAM = Random Access Memory): è una memoria ad accesso diretto, il tempo di ritrovamento del dato non dipende dalla sua posizione; è una memoria di tipo volatile, perde il suo contenuto allo spegnimento del computer; l’operazione di lettura non è distruttiva; l’operazione di scrittura è distruttiva, nel senso che viene perso il contenuto precedente
CAPACITÀ DELLA MEMORIA
Bit (binary digit o numero binario, 0 o 1): è la più piccola unità per misurare velocità e capacità di memoria di un computer; non è modificabile dall’utente; Byte: sequenza di 8 bit; rappresenta la più piccola quantità di memoria modificabile anche dall’utente; ogni byte può rappresentare una lettera dell’alfabeto o un simbolo; KB (kilobyte): unità composta da 1024=2^10 byte; è usata per definire le dimensioni di file o cartelle; MB (megabyte): unità composta da 1024 KB=1048576=2^20 byte; è usata per definire le dimensioni cartelle particolarmente grandi per memorie RAM, per CD, …; GB (gigabyte): unità composta da 1024 MB=1073741824=2^30 byte; è usata per definire memoria di massa di hard disk. I PC utilizzano una codifica standard per associare caratteri e semplici istruzioni a sequenze di 8 bit: tale codifica, denominata ASCII (American Standard Code for Information Interchange), costituisce il codice in base al quale sono scritti i documenti di solo testo. Ad esempio: a è rappresentata dal numero 1100001 del codice binario; 5 è rappresentato dal numero 110101 del codice binario; spazio bianco è rappresentato dal numero 100000 del codice binario. Tale codifica standard risulta indispensabile poiché le tastiere sono diverse da nazione a nazione (basta confrontare quella italiana con quella americana). CODIFICA DELL’INFORMAZIONE I dati, cioè le informazioni da trattare possono essere: numeri testi immagini suoni I simboli che un elaboratore può usare per rappresentare un informazione sono 2, cioè: 1 1 poiché esistono due livelli di segnale elettrico, ovvero due stati. Nel calcolatore, la cifra binaria (binary digit), cioè 0 ed 1, prende il nome di bit; l’informazione elementare di memorizzazione o di trattamento dell’informazione è il byte. I PROBLEMA (Diretto)
II PROBLEMA (Inverso) a^x = k x = ??? ma …… non sempre si sa trovare …… TASTI PARTICOLARI Esc (Escape = scappare): permette di uscire da una procedura durante l’esecuzione di un programma; Frecce direzionali: servono per spostare il cursore all’interno dello schermo nelle quattro direzioni;
TESI
x
IPOTESI
a > 0 a 1 k > 0
“navigare” nel World Wide Web con la barra degli strumenti Web, funzione questa che permette di utilizzare al meglio le potenzialità della Rete delle Reti; creare collegamenti ipertestuali per spostarsi tra i documenti; convertire i documenti in linguaggio HTML e pubblicarli come pagine Web; inserire in Word un foglio di lavoro di Excel e viceversa; inserire ClipArt in documenti di Word, Excel, Power Point; trovare ed aprire, in modo rapido, grazie alla barra degli strumenti, documenti e database; inviare messaggi di posta elettronica ed impostare documenti; utilizzare l’Assistente di Office (il collegamento principale alla Guida in linea) facilitando la visualizzazione delle informazioni relative alle procedure e funzioni del programma; una delle immagini utilizzate per rappresentare Clippy, ovvero l’Assistente di Office, è un cagnolino. WORD PROCESSOR CONSENTE DI: spostarsi velocemente sullo schermo con un clic del mouse; correggere automaticamente gli errori di ortografia e sintassi, evidenziati a video durante la digitazione del testo; modificare il testo di un documento, cancellare e ripristinare i documenti eliminati; formattare un testo, dando l’aspetto desiderato, prima di stamparlo; visualizzare in anteprima il testo prima di stamparlo; spostare e copiare parti di testo di un documento in altri documenti; creare documenti professionali e tabelle complesse in modo rapido; inserire effetti grafici; autocomporre modelli scegliendoli tra quelli che Word offre per la creazione di documenti; utilizzare l’unione di stampa, procedura che consente di salvare la lettera tipo con i campi unione e di utilizzarla in una fase successiva; condividere il lavoro, ovvero utilizzare Word per la creazione di documenti da pubblicare in Internet o sul World Wide Web; è possibile inserire collegamenti ipertestuali per passare da un documento ad un altro, da un’applicazione all’altra di Office o in un qualunque sito Web. EXCEL Consente di: creare fogli di lavoro in cui inserire i dati da elaborare; elaborare formule di calcolo ed ottenere i risultati richiesti; correggere ed annullare gli errori, controllare l’ortografia; formattare celle, righe e colonne; rappresentare graficamente dati numerici; visualizzare fogli elettronici e grafici e stamparli. POWER POINT Consente di: creare diapositive o lucidi per comporre una presentazione; creare note per il commentatore della presentazione; utilizzare le presentazioni già progettate e modificarle; aggiungere rappresentazioni grafiche dei dati alle presentazioni. SISTEMA DI NUMERAZIONE Un sistema di numerazione è un insieme di simboli, di rappresentazioni dei numeri (cifre del sistema), caratterizzato da regole ben precise, necessarie per contare ed eseguire operazioni. Tali sistemi possono 555 = cinquecentocinquantacinque (il simbolo 5 assume diverso valore in base alla sua posizione: centinaia, decine e unità) XXX = 30 (il simbolo X vale sempre 10)
essere posizionali (le cifre usate per scrivere i numeri assumono valori diversi a seconda della posizione che occupano nella notazione, come, ad esempio, il sistema binario e il decimale) oppure non posizionali (ad esempio, il sistema dei numeri romani. Ad esempio: IL SISTEMA DECIMALE Il sistema decimale, oggi il più diffuso, è costituito da dieci cifre (da 0 a 9): ogni numero decimale, quindi, si può scrivere come somma di potenze in base 10. L’adozione della base dieci ha da sempre rappresentato enormi vantaggi, evitando inutili sforzi di rappresentazione rispetto, sia alle basi più piccole, sia alle capacità della memoria umana. IL SISTEMA BINARIO La numerazione binaria adotta la base 2 ed utilizza due sole cifre: 0 ed 1 (a volte indicate con L ed H); ogni numero binario, quindi, si può scrivere come somma di potenze in base 2. Si tratta di un sistema sviluppatosi verso la fine del XVII secolo per opera di Leibnitz e tutt’oggi alla base dell’elaborazione digitale dei dati, in seguito alla sua corrispondenza con i componenti elettronici che funzionano in on/off, cioè con le sole condizioni possibili di acceso/spento, ovvero di si/no.
MOLTIPLICAZIONE Osserviamo che nel secondo esempio, per effettuare la somma finale, sono stati eliminati tutti quei numeri (26, 52, 208) che, nella corrispondente divisione di a per 2, avevano avuto come risultato un numero pari (ad esempio, il corrispondente di 26 è 20, che è pari, così come 10, corrispondente di 52 e 2, corrispondente di 208). Nel primo esempio, invece, i corrispondenti di 12, 24 e 48 erano tutti numeri dispari, precisamente 15, 7, 3, 1.
