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Una panoramica introduttiva ai componenti hardware di un computer, con particolare attenzione alla memoria e alla sicurezza informatica. Vengono descritti i ruoli della cpu, ram, hard disk e altri dispositivi di memorizzazione, nonché i concetti di formattazione, estensioni dei file e attributi. Anche le minacce alla sicurezza informatica, come i virus e il malware, e fornisce una breve introduzione agli algoritmi e all'ergonomia.
Tipologia: Sbobinature
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● Sintesi dell’Introduzione all’Informatica
Origine e definizione dell’informatica
L’informatica è la scienza che studia il trattamento automatizzato delle informazioni, coniugando teorie logiche e tecniche pratiche per implementarle nei sistemi elettronici automatizzati (sistemi informatici). Questo ambito è strettamente connesso all’elettronica, all’automatica e alle telecomunicazioni ( ITC, ICT ), ed è una componente essenziale della rivoluzione digitale che ha segnato la terza rivoluzione industriale.
Concetto di base
L’informatica si basa sulla trasformazione di dati in informazioni utili attraverso un’elaborazione automatica, svolta seguendo istruzioni predefinite (programmi). Un computer, quindi, opera ricevendo dati in input, elaborandoli, e restituendo risultati in output.
To compute —- calcolare contare
oggi usato per gestire dati e informazioni ( INFORMATION TECHNOLOGY)
MULTIMEDIALITÀ: tutte le forme di comunicazione che impiegano più mezzi contemporaneamente
HARDWARE E SOFTWARE Primo: tutti componenti fisici computer Secondo: tutti programmi, dati, documenti che stabiliscono procedure di funzionamento macchina, sono registrati sui dischi/memoria TIPI COMPUTER: ● Personal computer o PC ● Workstation (più potenti per programmazione calcolo grafica avanzata e ricerca) ● Mainframe (grandi computer per gestione centralizzata di tutto il sistema) MINICOMPUTER metà tra primo e pc MICROCOMPUTER pc o terminale pari potenza ● Supercomputer (potentissimi costosi per grandi centri di ricerca)
➔Personal computer: ● Desktop computer (pc con cassa orizzontale) ● Tower computer (pc con cassa verticale) ● Laptop (computer portatili) o Notebook ● Palmari o Palmtop o Pocket pc (agende elettroniche tascabili navigare internet, elaborare testi) ● Dumb terminals (stupidi, senza corpo, solo monitor e tastiera, appoggia a unico mainframe centrale) Uguale per NETWORK COMPUTER no dischi propri ma si elaborare dati autonomamente
Componente del modello di Van Neumann: unità periferiche o devices
dipositivi che vengono collegati al Po atttraverso le relative porte, permettono di inviare le richieste al calcolatore ed ottenere dei ridultati
-periferiche di input
-periferiche di output
porte input/output:
——- porta seriale : una delle porte più storiche del computer. La caratteristica è che permette l’accesso ad un singolo segnale alla volta. Quindi è una porta di input/output per l’invio di informazioni alla velocitá di un gite alla volta e veniva usata per collegare il mouse alla tastieraOggi é rimpiazzata da
——-porta parallela : molto più veloce dato che viaggiano dati in parallelo. Veniva usata per stampanti,scanner e altre apparecchiature più complesse , ma queste sono state a loro volta sostituite dalla
—— porta USB: é una porta molto veloce che permette di collegare quasi tutti i dispositivi periferici. Si possono collegare senza dover spegnere il Po (porta universale)
——-porta di rete: é la porta Ethernet per collegare il computer alla rete
——-porta FireWire: creata dalla Apple, molto simile all’USB, è una porta di nuova generazione che permette il trasferimento di grandi quantitá di dati in modo molto veloce —- ancora più recente porta Thunderbolt
——- porte DVI e HDMI:permettono di collegare una telecamera digitale o un monitor alla tv digitale Computer= ricevere dati in input per poter generare un risultato in output
Alcune di queste porte sono in via di estinzione e scomparse
periferiche di output permettono di visualizzare i risultati per le richieste effettuate
➔INPUT=Immissione inserimento ingresso di dati elaborazione ➔OUTPUT=Uscita informazioni, risultato
periferiche di input:
costituito da una griglia di rilevatori di disposti su un’area rettangolare. La scena fotografica viene scomposta n un insieme di punti rettangolari chiamata pixel.
PERIFERICHE DI OUTPUT
PERIFERICHE DI INPUT/OUTPUT
Esempi di elaborazione:
1ZB (zettabyte) 1YB ( yottabyte)
- HARDWARE, SOFTWARE, FIRMWARE Ware = roba merce
Hardware= roba dura, la roba materiale di un computer (tastiera ecc.) Software= roba morbida, roba immateriale, dati e programmi, memorizzati in codice binario su un supporto, trasmessi via cavo, via frequenze radio ecc.; Non esiste senza hardware Firm= azienda, via di mezzo, del software ma scritto in forma di circuiti stampati hardware (BIOS nella Rom, ecc.), fornisce le istruzioni necessarie su come il dispositivo comunica con l'altro hardware del computer
Insieme formano il SISTEMA DI ELABORAZIONE
4 ELEMENTI HARDWARE:
Piastra su cui sono saldati tutti i componenti, comprese le linee chiamate bus
(innescata su scheda madre) (cuore cervello del sistema)
Come funziona tutto questo?
Il computer elabora i dati principalmente tramite la CPU (unità centrale di elaborazione) , che esegue i calcoli richiesti, come “2+2”. Durante il processo, i dati passano attraverso la RAM , una memoria temporanea di scambio e veloce utilizzata come spazio di lavoro. Una volta elaborati, i dati possono essere memorizzati in modo permanente su dispositivi di *memoria di massa (come hard disk o SSD), che conservano le informazioni anche in assenza di corrente.
Il dispositivo di memoria principale, solitamente un SSD (più veloci silenziosi e moderni) o un HDD(meccanici più lenti, ma con alte capacità), è connesso direttamente alla scheda madre, garantendo buone prestazioni. In alternativa, si possono usare dispositivi esterni come chiavette USB, CD o altri supporti.
Storicamente, i primi computer utilizzavano floppy disk esterni, cassette audio e altri supporti analogici per archiviare dati, evidenziando l’importanza della memoria esterna per evitare di riscrivere tutto a ogni avvio.Questo avveniva attraverso una o due slot (A e B) (hard disk “C”)
Infine, il ruolo centrale della scheda madre è quello di connettere i vari componenti (CPU, RAM, memoria, ecc.) tramite circuiti elettrici e bus dati, permettendo al computer di funzionare come un sistema integrato. Assicura la comunicazione e distribuisce l’alimentazione elettrica
Funzionamento pratico della comunicazione tra Hard Disk, RAM, CPU e Scheda Madre (con esempio di modifica di un file immagine)
Esempio: Apertura e modifica di un’immagine in Photoshop
1.Apertura del file
•Quando fai doppio clic su un’immagine (es. “gattino.jpg”), il sistema operativo decide quale software utilizzare per aprirla (in questo caso, Photoshop). •Il file viene copiato dall’Hard Disk alla RAM , dove occupa spazio temporaneo. Questo processo viene chiamato “apertura” del file, e non riguarda solo la lettura, ma anche il trasferimento dei dati nella memoria.
2.Caricamento in Photoshop
•Dopo l’apertura, Photoshop carica l’immagine in RAM, permettendo modifiche e operazioni sull’immagine. L’immagine inizialmente occupa una quantità di memoria proporzionata alla sua dimensione originale (es. 10.000 KB per il file “gattino.jpg”).
3.Modifiche al file
•Durante le modifiche (es. applicazione di filtri, interpolazioni, ecc.), la CPU e, in alcuni casi, la GPU , elaborano i calcoli necessari per gestire i cambiamenti. Il file, mentre viene modificato, può aumentare significativamente di dimensione in RAM (es. da 10.000 KB a 30.000 KB), poiché le operazioni aggiungono informazioni ai dati del file.
4.Salvataggio delle modifiche
•Quando salvi il file modificato, il computer chiede se desideri:
•Sovrascrivere il file originale sul disco (es. sostituendo i 10.000 KB originali con i nuovi 30.000 KB). •Salvare il file con un nuovo nome, mantenendo sia il file originale che quello modificato
La scheda madre è essenziale perché collega e coordina tutte le parti del computer, come la CPU, la RAM, le schede aggiuntive (es. scheda video) e i dispositivi di archiviazione. È come una rete autostradale che garantisce un flusso efficiente dei dati. La velocità e le prestazioni del computer dipendono molto dalla qualità e dalla compatibilità della scheda madre.
Se sei un utente comune, la scheda madre è importante soprattutto per garantire che gli altri componenti del computer (come CPU, RAM e hard disk) siano supportati e funzionino bene insieme. Tuttavia, per chi assembla un computer da zero, la scelta della scheda madre richiede attenzione perché influisce direttamente sull’espandibilità e sulle prestazioni del sistema.
CPU(CENTRAL PROCESSING UNIT)
Ruolo cervello del computer, e’ il computer. Centro operativo del computer
da essa dipende la capacità e la velocità di elaborazione dei dati—- in poche parole è una calcolatrice: piccola, potente ed estremamente evoluta
il processore interpreta ed elabora tutte le informazioni in entrata e fa eseguire tutte le relative operazioni
Consente l’esecuzione delle singole istruzioni
operazioni fondamentali CPU:
CPU legge e esegue le istruzioni contenute nella memoria principale grazie unità:
CU(unità di controllo): acquisisce istruzioni/ dati nella memoria, interpreta le istruzioni, trasferisce nella memoria centrale i dati elaborati dalla CPU
ALU( unità aritmetico-logica): si occupa dell’esecuzione delle operazioni logico-matematiche
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, un’operazione logica, oppure una operazione di controllo
ogni processore ha un particolare insieme di istruzioni che è capace di eseguire (chipstet)
le istruzioni sono espresse nel linguaggio della macchina —— particolare codice(o l’inguaggio) che può serre interpretato dall’unità di controllo. Ogni ioperazione complessa e suddivisa operazioni elementari(cicli di istruzione) che il processore è in grado di eseguire.
È fondamentale per le performance del sistema e dipende strettamente dalla compatibilità con la scheda madre.
velocità dipende anche da quanti programmi e applicazioni sono aperte contemporaneamente
altri fattori influenzano le prestazioni di un computer
scheda grafica o scheda video: componente che genera il segnale del video monitor (cerca le immagini sullo schermo)——- talmente importante che è diventato un sotto computer, infatti oggi ha un proprio processore la GPU e una propria memoria
nei computer più economici scheda video incorporata nella scheda madre, i. Quelli più professionali separate
Produttori principali
Intel e AMD dominano il mercato delle CPU per computer. AMD è spesso più economica ma comunque performante.
•Altri produttori noti includono Sun, Motorola, IBM e Samsung (specializzata in CPU per dispositivi mobili).
•I Mac recenti montano i processori Apple M1, progettati internamente da Apple.
Velocità o frequenza
•La “potenza” della CPU è misurata in Frequenza di Clock, espressa in GigaHertz (GHz), che indica quanti miliardi di operazioni può compiere in un secondo. Es.: una CPU a 3,10 GHz esegue 3,1 miliardi di operazioni al secondo..
•Le CPU moderne hanno più “core” (nuclei di elaborazione).
•Es.: una CPU Dual Core ha due “cervelli”, gestendo meglio i processi rispetto a una CPU a singolo core. Quad Core ne ha quattro, e così via.
LE MEMORIE
serbatoio del carburante che fa lavorare il computer
( elettriche, magnetiche, ottiche) memoria superficie dove si possono registrare dei segnali elettrici e magnetici—— che legame c’è tra questi segnali elettrici/ magnetici e le informazioni che dobbiamo memorizzare?
nella memoria del computer ci sono dati che rappresentano testi, immagini, suoni, ecc… Per ognuno di questi raggruppamenti dati, esiste una relativa codifica decodifica numerica in codice binario—- computer è un numerizzatore ( bit e byte)
Ogni arco di circonferenza prende il nome di TRACCIA
più tracce formano un CLUSTER
uno spicchio d’arco si chiama SETTORE
memoria magnetica, cioè formata da materiali capaci di assumere e mantenere una magnetizzazione positiva o negativa. La memorizzazione è permanente
•Il disco rigido è il principale dispositivo di memorizzazione di massa di un computer.
•Molto capiente:Su di esso vengono memorizzati il sistema operativo, i programmi e i dati personali.
Ne abbiamo la piena gestione come utenti
disco rigido in italiano
oggi abbiamo disponibili sul mercato un nuovo tipo di HARD DISK, SSD che simulano unpò la tecnologia e il funzionamento della RAM e sono u compromesso più accettabile tra velocità enormi e spese non eccessive.
Sono esattamente una via dopo mezzo tra un vecchio Hard Disk magnetico e un a chiavetta USB
Caratteristiche principali
memorizzazione dati lettura scrittura MAGNETICA
•A differenza della RAM, i dati permangono anche in assenza di corrente elettrica.MEMORIA DI MASSA
FLOPPY DISK
una delle memorie più storiche del computer
è una memoria magnetizzabile permanente con il tempo di accesa lento, capacità ridotta ma trasportabile
ha una struttura simile all’hardware disk sol che ha un solo disco
MEMORI OTTICHE: CD ROM, CD R, CD R/W, DVD
COMPARSA NEGLU ANNI 80/90 il primo è la CD ROM ( in origine è una memoria a sola lettura)——— il primo ce era stato costruito dalla Sony per ascoltare musica con una qualità superiore alle cassette, ma non doveva scriverci dentro. La fase di scrittura arrivò più tardi con i masterizzatori.
i ce inoltre sono più affidabili dato che non sono soggetti ai danni derivati da campi magnetici e non temono l’acqua come i supporti magnetici
Mini CD : disco ottico, DC diametro ridotto
DVD (digital Vrsatile Disk) disco ottico, per i film, contiene da 9 a 17 GByte
Blue Ray è invece un nuovo formato di disco per video ad alt definizione. Da 25 a 50 GB
NASTRI MAGNETICI
•Più RAM significa migliori performance: Permette di aprire più software contemporaneamente senza rallentamenti. Facilita la gestione di file grandi, come quelli di grafica o video editing.
Caratteristiche principali
1.Moduli di RAM (banchi di memoria):
•La RAM è fisicamente divisa in moduli separati (es.: 2 banchi da 8 GB o 4 da 4 GB per un totale di 16 GB).
•I moduli devono essere simmetrici (uguali in capacità e tecnologia) per garantire il massimo delle prestazioni.
In sintesi, la RAM è fondamentale per le performance del computer: più RAM hai, meglio è, specialmente per gestire applicazioni complesse o multitasking.
ROM
non cancellabile, generalmente non riscrivibile, è meno costosa
read only memory
Diff della ram mantiene le informazioni anche in caso di mancanza di corrente
serve ad uno scopo estremamente limitato: contiene le informazioni per l’avvio del PC. Ogni volta che si accende il computer, il processore va a controllare che tipo di hARDWARE è presente e attraverso vari test di controllo si assicura che non ci siano problemi per qualche componente hardware
La memoria ROM è più piccola della RAM appunto perché deve contenere poco software che in questo caso si chiama firmware; è costituto dalle poche informazioni per avviare il Pc
in particolare il firmware della ROM si chiama BIOS che significa proprio BASIC Input Output System
tutta questa operazione di avvio del pc è detta bootstrap
Riassunto dell’avvio di un sistema operativo (Bootstrap)
1.Accensione del computer: •Quando premi il pulsante “On”, l’elettricità attiva tutti i componenti hardware, inclusa la ROM ( Read-Only Memory ), un chip sulla scheda madre che contiene il BIOS ( Basic Input Output System ), un firmware
. Senza il BIOS il sistema operatio non ha nessuna possibilità di comunicare e prendere controllo dell’hardware. E’ situato in un chip sulla scheda madre. Contiene una serie di istruzioni indispensabili.
•Il BIOS esegue un controllo iniziale (POST - Power-On Self-Test) per verificare che tutti i componenti siano funzionanti e correttamente connessi.
2.Ricerca della “Traccia Zero”: •Il BIOS cerca sulla Traccia Zero dell’Hard Disk (la prima area dell’unità di archiviazione) il codice necessario per avviare un sistema operativo. •Se trova un sistema operativo valido (es. Windows, macOS, Linux), il BIOS avvia la sua parte esecutiva.
il sistema operativo è un software come tutti gli altri. E’ scritto sull’Hard Disk, come un qualsiasi altro file e viene copiato lentamente nella Ram durante l’avvio.
3.Caricamento del sistema operativo in RAM: •La parte esecutiva del sistema operativo avvia il caricamento del Kernel (la parte fondamentale del sistema operativo) dall’Hard Disk alla RAM. •Questo processo richiede tempo perché il Kernel è composto da molti file e occupa spazio significativo in RAM.
4.Completamento dell’avvio: •Una volta che il Kernel è completamente caricato in RAM, il sistema operativo è pronto per essere utilizzato. •Al termine, puoi iniziare a interagire con il computer, per esempio muovendo il cursore del mouse.
Spiegazione dei concetti principali.
Un file è una sequenza di dati organizzati, salvati in un formato specifico, e memorizzati su un supporto fisico come un hard disk. Può rappresentare testo, immagini, video, musica o programmi. Ma a livello base, ogni file è una serie di 0 e 1. (Codice binario)
Caratteristiche principali:
come funziona un file su un hard disk?
Il disk rigido è una lunga strada con tanti numeri civici(blocchi di memoria).un file può occupare uno o più blocchi, ma il computer sta sempre dove inizia dove finisce
Frammentazione dei file
Se un file viene diviso su più blocchi sparsi, il computer deve saltare tra diverse posizioni per leggerlo
Questo rallenta il sistema (motivo per cui esistono strumenti per deframmentare il disco)
Cosa succede quando si formatta un disco?
La formattazione veloce cancella solo l’indirizzo di apertura e chiusura dei file, i dati veri e propri (gli 0 e 1)
Finché questi blocchi di dati non vengono sovrascritti, è possibile recuperarli con appositi programmi
Se perdi i numeri di pagina (formattazione veloce) il testo resta, ma è più difficile da ritrovare.
Che cos’è una cartella, o directory?
Una cartella, chiamata anche directory, è un sistema per organizzare e gestire i file in gruppi e sottogruppi, seguendo una struttura gerarchica ad albero.
Una cartella può contenere file, cioè dati veri e propri e altre cartelle (sottocartelle) creando così una gerarchia ad albero
Immagina una cartella principale come il tronco di un albero.le sottocartelle sono i rami, i file sono le foglie. puoi navigare da una cartella principale, radice, a tutte le sue sottocartelle file, creando così una struttura ordinata
Cartella vds directory
Directory: in termini tecnici un directory è un semplice elenco di file sotto directory con i relativi indirizzi (dove iniziano e finiscono i dati sul disco) e altre proprietà.non è un contenitore fisico, ma solo una lista che dice il sistema operativo dove trovare i file
Cartella (folder)
È la rappresentazione grafica della directory, visibile in un’interfaccia utente (come su Windows o macOS). Serve a rendere più intuitiva alla gestione del file per gli utenti).
le estensioni dei file
il nome assegnato al file appare sotto la sua icona. In realtà, il nome di un file è composto da due parti. Il nome vero e proprio, assegnato all’utente al momento del salvataggio del file e l’estensione del file normalmente in tre caratteri assegnato dal programma con cui il file è creato.
importanza dell’estensione di un file
Alcune estensioni tipiche del file
Ogni programma ha una sua estensione,: il sistema operativo, nel momento del salvataggio del file, assegna il file alla sua estensione.quando il file memorizzato viene aperto, il sistema operativo controlla l’estensione di questo file ed apre il file con il programma associato a questa estensione.
Esempi di estensioni comuni e programmi associati