Fondamenti: capitolo 1

Il termine computer è qualcosa o qualcuno che effettua calcoli matematici. Il termine deriva però dalla

parola latina computatore, che significa contare, fare di conto. Anche il termine italiano calcolatore ha lo

stesso significato, ovvero un dispositivo o una persona che effettua calcoli matematici. Che cosa significa

calcolare? È stata data una risposta agli inizi degli anni trenta del novecento, con l’ideazione di un

dispositivo di calcolo, cosiddetto universale. Cioè non specializzato ad effettuare calcoli specifici, ovvero

solo somme o solo prodotti, ma in grado di eseguire qualunque e tipo di calcolo matematico o fosse

possibile realizzare. L’idea di questo dispositivo è dovuta al matematico britannico Alan Turing, considerato

il padre dell’informatica moderna. Il dispositivo ideato era solamente torico e fu sviluppato per fornire una

risposta a questioni teoriche di logica e di matematica.

La CPU: capitolo 3

il computer deve essere in grado di eseguire tre operazioni elementari: assegnazione, incremento ad uno e

iterazione condizionata illimitata. L’elemento che contiene i circuiti per effettuare tutte le operazioni di

calcolo e di lettura/scrittura della memoria viene chiamata CPU, acronimo di Central Processing Unit. È il

vero è proprio cervello del computer, viene realizzata mettendo insieme miliardi di componenti elettronici

miniaturizzati su un supporto di silicio di pochi centimetri quadrati. Ci sono le operazioni di somma e

differenza, moltiplicazione e divisione tra numeri binari. Ci sono delle operazioni logiche come AND, OR e

NOT. All’interno della CPU troviamo un unità dedicata alle operazioni logiche aritmetico-logiche della ALU.

Abbiamo anche operazioni di lettura, realizzata sia per leggere le istruzioni e sia per leggere i dati registrati

nella memoria. L’operazione di scrittura serve per registrare le operazioni effettuate sui dati iniziali e per

scrivere il risultato finale di un algoritmo. Queste operazioni chiamate istruzioni di controllo del flusso.

Il CPU si presenta come un elemento rettangolare sottile dove su di un lato sporgono numerosi contatti

metallici detti piedini per l’interconnessione della CPU con gli altri componenti del computer. Ciascun

componente del CPU comunica inviando segali elettrici, con altri componenti. I segnali elettrici ricevono

l’informazione dai primi, la elaborano e la inviano ad altri componenti o alla memoria. Abbiamo un segnale

di sincronizzazione viene chiamato CLOK della CPU. Quando il fronte d’onda è alto allora i componenti

possono comunicare tra di loro e le porte rimangono attive, quando è basso le porte di comunicazioni

rimangono inattive. Ogni volta che il CLOK è alto la CPU cambia stato. La frequenza di CLOK si misura in

hertz e fornisce un’approssimazione per eccesso del numero di istruzioni che la CPU esegue in un secondo.

La memoria:

la CPU ha bisogno di una memoria da cui leggere le istruzioni. Secondo elemento più importante del

computer è l memoria il numero di BYTE viene chiamato INDIRIZZO. La CPU invia a questa l’indirizzo del

BAYTE da leggere. La memoria del computer è anche detta memoria principale, viene anche detta memoria

RAM, acronimo di Random Access Memory. Il nome deriva dal fatto che è possibile accedere a qualunque

BYTE della memoria. A seconda del caso, semplicemente indicandone il suo indirizzo. La memoria RAM

memorizzai dati fin tanto che c’è corrente elettrica che alimenta i suoi circuiti. Allo spegnimento del

dispositivo la i dati della RAM svaniscono in pochi secondi. Per questo esistono altri dispositivi di memoria

detti memorie secondarie, capacita di memorizzare in modo permanete i dati. Una variante è la memoria

ROM sono una sequenza di BAYTE a ciascuno dei quali è associato un indirizzo. Può essere letta e non vi è

possibilità di modificare i dati in esse contenuti. Il contenuto non svanisce se è spento.

I principali dispositivi di input e output:

ogni computer è dotato di alcuni dispositivi che consentono l’ingresso di istruzioni e dati ad altri dispositivi

per poter accedere alla RAM e leggere i risultati dei calcoli. Si dichino dispositivi di input e output. Input

Anteprima parziale del testo

Scarica Introduzione all'informatica: Componenti di un computer e sistemi operativi e più Appunti in PDF di Elementi di Informatica solo su Docsity!

Fondamenti: capitolo 1 Il termine computer è qualcosa o qualcuno che effettua calcoli matematici. Il termine deriva però dalla parola latina computatore, che significa contare, fare di conto. Anche il termine italiano calcolatore ha lo stesso significato, ovvero un dispositivo o una persona che effettua calcoli matematici. Che cosa significa calcolare? È stata data una risposta agli inizi degli anni trenta del novecento, con l’ideazione di un dispositivo di calcolo, cosiddetto universale. Cioè non specializzato ad effettuare calcoli specifici, ovvero solo somme o solo prodotti, ma in grado di eseguire qualunque e tipo di calcolo matematico o fosse possibile realizzare. L’idea di questo dispositivo è dovuta al matematico britannico Alan Turing, considerato il padre dell’informatica moderna. Il dispositivo ideato era solamente torico e fu sviluppato per fornire una risposta a questioni teoriche di logica e di matematica. La CPU: capitolo 3 il computer deve essere in grado di eseguire tre operazioni elementari: assegnazione, incremento ad uno e iterazione condizionata illimitata. L’elemento che contiene i circuiti per effettuare tutte le operazioni di calcolo e di lettura/scrittura della memoria viene chiamata CPU, acronimo di Central Processing Unit. È il vero è proprio cervello del computer, viene realizzata mettendo insieme miliardi di componenti elettronici miniaturizzati su un supporto di silicio di pochi centimetri quadrati. Ci sono le operazioni di somma e differenza, moltiplicazione e divisione tra numeri binari. Ci sono delle operazioni logiche come AND, OR e NOT. All’interno della CPU troviamo un unità dedicata alle operazioni logiche aritmetico-logiche della ALU. Abbiamo anche operazioni di lettura, realizzata sia per leggere le istruzioni e sia per leggere i dati registrati nella memoria. L’operazione di scrittura serve per registrare le operazioni effettuate sui dati iniziali e per scrivere il risultato finale di un algoritmo. Queste operazioni chiamate istruzioni di controllo del flusso. Il CPU si presenta come un elemento rettangolare sottile dove su di un lato sporgono numerosi contatti metallici detti piedini per l’interconnessione della CPU con gli altri componenti del computer. Ciascun componente del CPU comunica inviando segali elettrici, con altri componenti. I segnali elettrici ricevono l’informazione dai primi, la elaborano e la inviano ad altri componenti o alla memoria. Abbiamo un segnale di sincronizzazione viene chiamato CLOK della CPU. Quando il fronte d’onda è alto allora i componenti possono comunicare tra di loro e le porte rimangono attive, quando è basso le porte di comunicazioni rimangono inattive. Ogni volta che il CLOK è alto la CPU cambia stato. La frequenza di CLOK si misura in hertz e fornisce un’approssimazione per eccesso del numero di istruzioni che la CPU esegue in un secondo. La memoria: la CPU ha bisogno di una memoria da cui leggere le istruzioni. Secondo elemento più importante del computer è l memoria il numero di BYTE viene chiamato INDIRIZZO. La CPU invia a questa l’indirizzo del BAYTE da leggere. La memoria del computer è anche detta memoria principale, viene anche detta memoria RAM, acronimo di Random Access Memory. Il nome deriva dal fatto che è possibile accedere a qualunque BYTE della memoria. A seconda del caso, semplicemente indicandone il suo indirizzo. La memoria RAM memorizzai dati fin tanto che c’è corrente elettrica che alimenta i suoi circuiti. Allo spegnimento del dispositivo la i dati della RAM svaniscono in pochi secondi. Per questo esistono altri dispositivi di memoria detti memorie secondarie, capacita di memorizzare in modo permanete i dati. Una variante è la memoria ROM sono una sequenza di BAYTE a ciascuno dei quali è associato un indirizzo. Può essere letta e non vi è possibilità di modificare i dati in esse contenuti. Il contenuto non svanisce se è spento. I principali dispositivi di input e output: ogni computer è dotato di alcuni dispositivi che consentono l’ingresso di istruzioni e dati ad altri dispositivi per poter accedere alla RAM e leggere i risultati dei calcoli. Si dichino dispositivi di input e output. Input

permette di immettere informazioni dall’esterno del computer all’interno. Output consente di leggere o estrarre informazioni dall’interno del computer all’esterno. esempio tastiera dispositivo di input mentre lo schermo dispositivo di output. Memoria di massa: per far funzionare un computer abbiamo bisogno di una memoria principale su cui leggere e scrivere i dati e memorizzare le istruzioni. La memoria RAM ha lo svantaggio di perdere i dati memorizzati quando il computer viene spento. Vengono inseriti nel computer dei dispositivi in grado di memorizzare permanentemente i dati presenti della RAM, vengono chiamati memoria di massa o secondari. Classificati dispositivi di input e output perché leggono e scrivono i dati della RAM. La principale e più diffusa memoria di massa è il disco rigido, visto come un disco metallico ricoperto di materiale magnetico. Tale materiale ha la proprietà di poter cambiare la polarità del campo magnetico se è avvicinato da una calamita. Con una popolarità si rappresenta lo 0 e con l’altra si rappresenta l’1. In questo modo è possibile memorizzare sulla superficie del disco decine di migliaia di miliardi di bit. Un'altra tipologia di memoria è detta flash o stato solido. Si trovano di solito nei telefonini o tablet, sono memorie di tipo elettronico che mantengono i dati anche quando il dispositivo è spento. Altri dispositivi di memoria sono i dischi ottici, un disco viene ricoperto di una superficie riflettente di luce, mediante l’impiego di un laser, il materiale riflettente può essere bruciato in modo tale da non risultare più riflettente. Lo schermo: uno dei principali dispositivi di output nei computer è lo schermo. Uno schermo LCD o LED è composto da una matrice rettangolare di n righe e di m colonne. Ogni elemento della matrice dello schermo è chiamato pixel. Un pixel è un rettangolo formato a sua volta da tre elementi ciascuno dei quali può emettere una luce di varia intensità e di un preciso colore. I colori utilizzati sono rosso, blu e verde. Al variare dell’intensità dei tre colori l’occhio umano percepisce un colore differente. In questo modo si può generare un numero molto grande di colori diversi. Nel modello dei colori detto RGB ciascun byte rappresenta la gradazione compresa tra 0 e 255, di uno tra i tre colori di base. Gli schermi ad alta rivoluzione adottano lo standard HD ready hanno 1280 colonne e 720 righe. Gli schermi Full HD hanno 1920 colonne e 1080 righe. Ci sono anche schermi Ultra HD detto 4K. Hanno 3840 colonne e 2160 righe, contemnendo così un numero di pixel 4 volte più grande di quello dello standard Full HD. La dimensione degli schermi si misura in pollici, un pollice è pari a 2,54 cm. Le misure delle diagonali di uno schermo di un laptop sono comprese tra 12 e 15 pollici. Quelle di un monitor di un pc da tavolo sono generalmente comprese tra 17 e 24 pollici, mentre i televisori si può arrivare a 40-50 pollici. La scheda video: i dati che rappresentano un immagine da visualizzare sullo schermo vengono memorizzate nella RAM. Per poter essere poi visualizzate sullo schermo, i dati dell’immagine devono essere codificati in segnali elettrici da inviare al monitor o ad uno schermo televisivo. Il dispositivo che è incaricato a fare ciò è la scheda video. Porte e periferiche di input/output: le più conosciute di input sono il mouse la tastiera, il microfono, la fotocamera, lo scanner e il joystick. La stampante e casse acustiche sono dispositivi di output. Mentre la scheda di rete o il wi-fi sono entrambi. La porta più utilizzata di un computer è USB utilizzata per connettere stampanti, mouse, tastiere, videocamere ecc.. poi abbiamo la porta ETHERNT dove connettere il cavo per la connessione LAN, viene chiamata anche RJ45. La porta VGA serve a connettere la scheda video con un monitor, anche la HDMI per la connessione digitale e l’invio del segnale video ad alta risoluzione verso il monitor. Sistemi operativi: capitolo 4

Il file system ci permette di spostare, cancellare o copiare file e cartelle e mandare in esecuzione dei programmi. Vi sono una serie di comandi che consentono di modificare e personalizzare il sistema operativo. Ad esempio permettono di configurare le principali periferiche come la tastiera, il mouse, lo schermo, la stampante. Tutte queste funzionalità vengono racchiuse in un programma chiamato panello di controllo. Reti: nasce il centro di controllo, erano luoghi dove venivano istallati tutti i grandi computer dell’azienda, per accedere al computer del centro di calcolo veniva disposta una rete di trasmissione dati a cui si connettevano i terminali degli impiegati della azienda. Piano paino nascono i server dipartimentali, ogni dipartimento o filiale aveva una o più unità di calcolo. Infatti dovevano comunicare con il computer centrale sia che per l’invio che per la ricezione di dati. Questi server erano connessi ai terminali della filiale tramite una rete locale detta LAN acronimo di Local Area Network. Nasce una rete in grado di interconnettere tra di loro reti eterogenee, diverse sia per tecnologia che per estensione geografica. Questa rete viene chiamata rete di interconnessione e poi abbreviato con il nome internet. Internet: esistevano delle reti di comunicazione su scala geografica, le reti telefoniche. Venivano chiamate a comunicazione di circuito. Quando un terminale doveva connettersi ad un altro la rete crea un circuito diretto tra i due terminali. Il circuito si istaura connettendo elettricamente tra di loro i due terminali. Questa connessione un tempo avveniva all’interno delle centrali telefoniche. Attualmente il segnale viene digitalizzato e trasmesso prevalentemente con la fibra ottica. Nelle reti a comunicazione di circuito la comunicazione può avvenire nella massima velocità possibile per quel circuito. Internet invece è detta a comunicazione di pacchetto. Due terminali che vogliono comunicare si inviano due pacchetti di dati. La rete è composta da terminali chiamati router. Una volta che riceve il pacchetto da un terminale o un altro router, lo apre e legge l’indirizzo di destinazione del pacchetto. Il router instrada il pacchetto o al terminale di destinazione, se questo è connesso direttamente, o ad un altro router della rete. La tabella di routing è un database che elenca le rotte di destinazione di una data rete. Ogni terminale sulla rete possiede un indirizzo, chiamato indirizzo IP, dopo è l’acronimo di internet protocol. Questo è il protocollo in cui tutti i terminali devono confermarsi per poter far parte della rete internet. L’indirizzo IP è composto da 4 byte ovvero 32 bit. Applicazione di internet: le prime applicazioni di internet furono l’accesso remoto con il protocollo telnet e la parte elettronica con il protocollo simple mail transfer protocol. La navigazione su internet è possibile grazie all’HTTP che definisce il protocollo di trasferimento di ipertesti, gli ipertesti sono dei testi strutturati, scritti in un linguaggio formale chiamato HTML. L’insieme dei server che contengono ipertesti connessi alla rete internet e che adottano il protocollo http, viene comunemente chiamato world wide web. Il livello fisico delle reti: le reti di computer possono essere suddivise in diversi strati a formare una pila di protocolli. Il protocollo specifica come devono essere assegnati agli indirizzi IP e come deve essere realizzato il loro instradamento nella rete, oppure come devono essere configurati i centri di smarrimento. Poi esiste un terzo livello ancora più in basso nella pila, che è il livello cosiddetto fisico. Il pc viene fisicamente connesso alla rete ethernet mediante cavo con porta RJ45. Nella rete ethernet tutti i terminali sono connessi tra di loro mediante un dispositivo chiamato HUB. La rete ethernet è in genere implementata all’interno del modem ADSL che ha anche la funzione di HUB ethernet. Un tipo di rete simile all’ethernet è il WI-FI. Un'altra implementazione a livello fisico è la rete di telefonia cellulare. Questa

tecnologia consente di trasmettere dati digitali dalla presa del telefono di casa fino alla centrale telefonica, tale circuito è chiamato doppino, ad una velocità maggiore di quella che normalmente si impiega per la comunicazione di telefoni. La trasmissione inoltre è asimmetrica nel senso che i dati trasmessi dalla centrale alla presa del telefono viaggiano con una velocità maggiore dei dati trasmessi dalla presa del telefono alla centrale. Quando il trasferimento avviene dalla rete al terminale si parla genericamente di download di dati o file. Quando invece si trasmette un dato o un file da un terminale verso un altro terminale della rete diciamo che stiamo effettuando un upload di dati o file. Per misurare quanto è veloce il trasferimento di dati da un terminale all’altro si usa la grandezza chiamata transfer rate, che indica quanti bit al secondo transitano su di un canale di trasmissione. Questa grandezza viene indicata come bit/s Archivi e tabelle: capitolo 5 Una delle branche principali dell’informatica è quella relativa all’organizzazione e gestione degli archivi detti basi di dati. Il complesso dei sistemi atti alla realizzazione, gestione e consultazione di una base di dati viene detto sistema informativo. Ogni azienda privata o organizzazione pubblica ha, al proprio interno, decine o a volte centinaia di sistemi informativi. Tabelle e record: esempio di una scuola elementare abbiamo bisogno di costruire un archivio di studenti. Per fare ciò creeremo una scheda per ogni studente. All’interno della schede scriveremo gli attributi degli studenti. Per ciascuno studente, infine, compileremo una scheda separata. Ciascuna scheda viene chiamata record. Tutti i record degli studenti possiedono lo stesso insieme di attributi. Questo insieme viene chiamato schema o intestazione del record. All’interno di ciascuna scheda associamo ad ogni attributo un valore. Si definisce quindi un record come un elemento di un archivio che associa ad ogni attributo della schema un valore. Un insieme di tabelle costituisce una base di dati. Elaborazione e gestione della tabella: l’idea di realizzare una base di dati utilizzando il concetto di tabella e record è stata introdotta in ambito prima scientifico e poi industriale all’inizio degli anni settanta. I sistemi per la gestione automatica delle basi di dati spaziano quindi dai sistemi industriali e professionali, molto potenti, efficienti ed affidabili ma che devono essere operati da ingegneri esperti, ai prodotti per la gestione di tabelle detti spreadsheet o fogli elettronici. Questi ultimi consentono di gestire basi di dati semplici utilizzando una interfaccia intuitiva che richiede un addestramento nullo o minimo al loro utilizzo. Esistono diversi prodotti che gestiscono i fogli elettrici. Il più diffuso è Excel della Microsoft. Inserimento e modifica di record e tabelle: Excel fornisce all’utente una griglia di elementi chiamate celle disposte in modo tabellare per l’inserimento di record e tabelle. La griglia stessa viene indicata con il nome di foglio elettronico o foglio di lavoro. La griglia è suddivisa in righe e colonne ciascuna delle quali è fornita da un’etichetta. Le righe sono numerose consecutivamente a partire da uno mentre le colonne sono etichettate utilizzando la lettera dell’alfabeto. Dopo aver selezionato una cella del foglio possiamo inserire in essa dei valori. Per Excel, ogni volta che viene inserito in una cella appartiene un certo tipo di dato. Esistono numerosi tipi di dati, i principali sono: .dati di tipo testuale: sono sequenze di caratteri .dati di tipo numerico: questi tipi di dati rappresentano numeri interi o decimali .informazioni relative a date o orari: servono per rappresentare date o orari o intervalli di tempo

automaticamente, adattandosi alle dimensioni del foglio. Il cursore, rappresentato da una linea verticale lampeggiante, indica il punto nel quale verrà inserito il successivo carattere digitato sulla tastiera. Gli elementi di base di un elaboratore di testi: in un elaboratore di testi esistono due elementi fondamentali che compongono la struttura di un documento: il carattere ed il paragrafo. Carattere: ogni documento può essere semplicemente suddiviso in una sequenza di caratteri. Un carattere può avere diversi attributi che modificano la sua rappresentazione sia in video che nella stampa. Gli attributi fondamentali sono il tipo di Font e la sua dimensione. Ci sono le formattazioni relative al grassetto, alla sottolineatura o al carattere di tipo italico. È possibile applicare dei colori al carattere. Trasformarlo da maiuscolo in minuscolo. Possiamo scrivere il testo più in alto o più in basso. Il gruppo di comandi per tutti gli attribuiti al livello di carattere è situato nella tab home. Esiste una gemma di caratteri che possono essere inseriti nel word. Per fare ciò occorre selezionare nel tab inserisci, il comando simbolo. Il paragrafo: il secondo elemento, che compone la struttura di un documento, è il paragrafo. Il carattere nascosto viene utilizzato per delimitare un paragrafo, che è la porzione di testo compresa tra due paragrafi. In word possiamo avere paragrafi che sono composti da una sola o nessuna lettera oppure potrebbero esistere paragrafi composti solo da spazi. Ci sono alcuni elementi che non possono essere controllati al livello di carattere. Uno di questi è il margine, a destra ed a sinistra del testo. Un altro è lo spazio che deve essere lasciato tra una riga e l’altra. Word ci fornisce funzioni per allineare automaticamente il paragrafo selezionato l centro, a destra a sinistra oppure giustificato. È possibile ridurre il margine destro o sinistro del paragrafo impostando un rientro destro oppure sinistro. Word ci consente quindi di gestire il rientro o la sporgenza della prima linea di un paragrafo. Gli stili: uno stile rappresenta un insieme di caratteristiche che un paragrafo ed il testo in esso contenuto deve possedere. Ogni stile ha un nome. Dopo aver selezionato una porzione di testo, oppure selezionato uno o più paragrafi, se impostiamo lo stile selezionandolo dal tab home, al paragrafo e al testo saranno applicate tutte le caratteristiche elencate nello stile. Word fornisce un ampia gamma di stili, possono essere modificati, eliminati e creati altri. Tabelle ed oggetti: word mette a disposizione l’oggetto tabella. Per poter creare, in un documento word, un oggetto tabella, occorre specificare il numero di righe ed il numero di colonne che la tabella deve contenere. Esistono funzioni che ci consentono, dopo aver creato la tabella, di inserire o eliminare righe o colonne. Oltre alle tabelle, word ci permette di inserire all’interno di un teso numerosi altri oggetti. Potremmo inserire delle immagini o delle forme grafiche. La stampa unione: word ci consente la funzione stampa unione. Per prima cosa si predispone la lettera, inserendo in essa il contenuto che deve rimanere uguale per tutte le lettere. Il secondo passo è associare al documento appena creato la tabella contente i dati che cambiano di lettera in lettera, i cosiddetti campi variabili. Controllo ortografico e stampa: esistono algoritmi e strutture dati estremamente efficienti per verificare se una parola è contenuta o meno in un dizionario. Durante il controllo, il documento viene scomposto in parole. Per ciascuna parola viene verificata la sua presenza nel vocabolario. Per la stampa del documento word mette a disposizione un

ampia gamma di opzioni che consentono la personalizzazione e la messa a punto della stampa desiderata. È possibile impostare, le dimensioni del foglio di stampa, l’orientamento e i margini del foglio sia superiori ed inferiori che destro e sinistro. Un altro elemento che compare soprattutto in testi di una certa lunghezza, è l’intestazione di pagina ed il suo corrispondente di pagina. Solo gli spazi al disopra del margine superiore della pagina e al disotto del margine inferiore della pagina, utilizzati per riportare informazioni come il titolo del capitolo, la data del documento o il numero di pagina.

Introduzione all'informatica: Componenti di un computer e sistemi operativi, Appunti di Elementi di Informatica

Documenti correlati

Anteprima parziale del testo

Scarica Introduzione all'informatica: Componenti di un computer e sistemi operativi e più Appunti in PDF di Elementi di Informatica solo su Docsity!