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INFORMATICA
Introduzione
Il termine “Informatica” deriva dall'unione delle parole Informazione e Automatica e identifica la scienza che tratta l'elaborazione dei dati attraverso dei calcolatori. Si fa riferimento alle tecnologie informatiche con l'acronimo IT. L'essere umano è perfettamente in grado di elaborare le informazioni senza alcun ausilio, tuttavia la complessità delle operazioni di calcolo, che talvolta si trova ad effettuare, necessitano elevate quantità di tempo. Per velocizzare tali operazioni, l'uomo si avvale di strumenti formali (operazioni matematiche, logiche, ecc..) e strumenti materiali (calcolatrici, computer, ecc...). In particolare, il computer, permette di risolvere problemi estremamente complessi in tempi ragionevoli utilizzando entrambi gli strumenti. Data l'evoluzione delle tecnologie di comunicazione, al giorno d'oggi è frequente l'utilizzo dell'acronimo ICT ovvero Information and Communications Technology che descrive l'insieme delle tecnologie informatiche e delle telecomunicazioni.
Il Computer
Il Computer è una macchina automatica programmabile costituita da Hardware e Software. Esso è in grado di prelevare dati in ingresso e, dopo averli elaborati, fornire un risultato in uscita. L'Hardware costituisce la parte fisica di un computer e rappresenta l'insieme di tutto ciò che si può toccare con mano (alcuni esempi sono rappresentati dall'harddisk, scheda grafica, scheda audio, ecc.); mentre il software è la parte logica, cioè l'insieme dei dati, dei programmi e delle procedure che servono a gestire e far funzionare l'hardware. Esempi di software sono invece il sistema operativo, i programmi di elaborazione testi, i giochi, ecc. Un computer necessita sia dell'Hardware che del Software per poter funzionare. I primi computer comparvero intorno agli anni '40, erano composti da relè e utilizzavano delle schede forate come input e output. Successivamente vennero adoperate le valvole termoioniche, dispositivi
elettronici particolarmente ingombranti, che davano ai computer dimensioni maggiori tanto da riuscire ad occupare anche interi edifici. I primi personal computer comparvero a cavallo tra gli anni '70 e '80 utilizzavano la tecnologia dei microprocessori a transistor che consentiva di miniaturizzare le componenti donandogli una grande affidabilità. Nel 1981 l'IBM immette nel mercato il modello 5150 che rappresenta il capostipite degli odierni PC.
Classificazione dei computer
Al giorno d'oggi l'evoluzione dell'Hardware ha permesso di disporre di diverse tipologie di calcolatori a costi contenuti, adatte a tutte le esigenze. Per tale motivo il termine computer è troppo generico e non può identificare un unico dispositivo; nasce quindi la necessità di classificarli in mainframe, network computer, personal computer, laptop, tablet, smartphone, ecc. I mainframe sono dei sistemi costituiti da un'unica unità di calcolo e archiviazione collegata a diversi terminali che consentono l'interazione con gli utenti. I supercomputer sono macchine molto costose e dotati d'una capacità di elaborazione molto elevata. Questi computer sono utilizzati in ambiti particolari come le attività di ricerca. I network computer hanno il compito di fornire l'accesso ad una rete o ad un server per consultare dati o fruire di capacità di calcolo messe a disposizione da altri elaboratori. I personal computer sono progettati per un singolo utente e vengono impiegati in uffici, amministrazioni e abitazioni private. I laptop o notebook sono computer leggeri, poco ingombranti e dotati di batterie. In un'unica unità racchiudono anche le periferiche principali (monitor, mouse, tastiera, ecc.). I tablet e gli smartphone hanno dimensioni ancora più ridotte e offrono una maggiore autonomia a discapito delle prestazioni e della capacità di archiviazione, ma offrono la connessione alla rete GSM.
Hardware: componenti del personal computer
L'hardware è costituito da diverse componenti che seguono uno schema noto come macchina di Von Neumann. Quest'ultima prevede una CPU, la memoria principale e le periferiche di Input/Output, che identificano rispettivamente la capacità di elaborare le informazioni, di archiviarle e di
Partendo dalla prima cifra a destra i valori saranno: 1, 2, 4, 8, ecc..; per trovare il successivo basta moltiplicare per 2. Il bit non è sufficiente per rappresentare un'informazione, quindi si utilizzano gruppi di bit. Quattro bit sono un nibble, otto un Byte , da sedici in poi si parla di Word. Il Byte viene utilizzato come unità di misura per le informazioni e per la capacità delle memorie. In particolare 1024 Byte equivalgono ad un Kilobyte o KB, 1024 KB equivalgono a 1 Megabyte o MB, 1024 MB equivalgono a 1 Gigabyte o GB, 1024 GB equivalgono a 1 Terabyte o TB.
Le memorie
Le memorie sono dei dispositivi elettronici utilizzati per immagazzinare dati sotto forma di multipli del Byte. Esistono memorie non volatili e volatili, queste ultime possono essere statiche dinamiche. Le memorie non volatili conservano le informazioni anche in assenza di energia elettrica e nascono come memorie di sola lettura o ROM (Read Only Memory). Le memorie volatili principalmente utilizzate sono le RAM (Random Access Memory) e perdono il loro contenuto al mancare dell'energia elettrica. La caratteristica fondamentale della RAM è che fornisce immediatamente il contenuto, al contrario di memorie sequenziali come il nastro magnetico o l'harddisk dove bisogna attendere il posizionamento della testina. Il disco fisso (o hard-disk) è una memoria di massa, cioè una memoria secondaria non volatile. Esso è costituito da un disco con testine e da una scheda elettronica, è molto capiente, poco costosa e non particolarmente veloce. È la parte del computer che serve per immagazzinare dati in modo permanente anche dopo aver spento il computer e tolto la corrente. Sul disco fisso sono memorizzati tutti i dati degli utenti, i programmi ed il sistema operativo. Altri tipi di memoria di massa sono i CD ROM, DVD-ROM, DVD-RAM, memorie SD, e dischi floppy. Tutte le memorie di massa devono memorizzare i dati utilizzando un sistema standard, per tale motivo, la struttura dei dati al loro interno deve essere ben organizzata. Solitamente i dischi vengono suddivisi in aree contenenti dati come le tracce, i cilindri o i settori ed un indice con la posizione dei dati; questi vengono raggruppati in file e organizzati in cartelle, tale meccanismo si chiama Filesystem. Il procedimento che consente di
organizzare le memorie di massa si chiama formattazione ed è un'operazione distruttiva. Tra le caratteristiche che consentono di distinguere le memorie troviamo: la volatilità ovvero la capacità di mantenere i dati in assenza di energia elettrica, la velocità di accesso che misura il tempo impiegato da una memoria per essere operativa a seguito di una richiesta di lettura o scrittura, la velocità di trasferimento che indica la quantità di dati che può trasferire in un secondo, la capacità cioè la quantità di dati che può immagazzinare, e il costo per bit.
Le periferiche
Le periferiche sono dei dispositivi che comunicano con il computer permettendo di interagire con il mondo esterno. I dispositivi di input sono quegli apparecchi che forniscono dati in ingresso al computer, come ad esempio la tastiera (K), il mouse (H), lo scanner (G), la webcam (A), ecc. I dispositivi di output sono quegli apparecchi che permettono di mostrare l'output di una elaborazione, come ad esempio lo schermo (D), le casse acustiche (E) e la stampante (B). Alcuni dispositivi possono essere contemporaneamente di input e output come ad esempio il modem, i dispositivi wireless (C), il masterizzatore (F), ecc.. Le periferiche vengono collegate al computer attraverso delle porte di comunicazione, che possono essere seriali o parallele. Le prime trasmettono e ricevono un bit alla volta, utilizzano dei cavi più semplici e sono più economiche; le seconde trasferiscono più bit contemporaneamente, ad esempio byte, ma utilizzano dei cavi più ingombranti ed in generale sono più costose. Inoltre le tecnologie più recenti consentono di collegare/scollegare le periferiche anche con il computer in funzione, tale meccanismo si chiama Hotplug. Alcuni tipi di porte di comunicazione utilizzate oggi sono USB, FIREWIRE, HDMI e VGA.
