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Abilità informatiche fondamenti
Tipologia: Appunti
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Neumann, le sue componenti principali sono INPUT e OUTPUT azioni che permettono ad un utente di interagire inserendo o prelevando informazioni dall’elaboratore (pc) ed un insieme di strumenti interni ad un elaboratore ovvero CPU e MEMORIA queste componenti permettono di elaborare e memorizzare le informazioni.
cui sono affidate le operazioni di elaborazione e di controllo. Accede alla memoria, interpreta le istruzioni nel proprio linguaggio macchina (codice binario) e provvede all’esecuzione delle operazioni. È possibile valutarne le prestazioni attraverso l’architettura con cui è definito, il linguaggio che utilizza, attraverso il software di base che ha installato e attraverso la velocità operativa ovvero la frequenza con cui vengono compiute le operazioni elementari all’interno dell’elaboratore definita dalla frequenza del clock > tempo che intercorre tra un’operazione e l’altra stimando quante ne vengono compiute in un secondo. I due componenti principali del processore sono:
logiche dei dati e di trasferire i dati tra la CPU e le altre componenti dell’elaboratore.
gestendo, ove necessario, le eccezioni (sollevando un’eccezione verso il programma chiamante riportando un errore) e le interruzioni (ES. interrompendo processi in atto consentendo ad un ulteriore richiesta da parte del calcolatore di svolgersi correttamente [es. sovraccarico di operazioni che non consentono la scrittura di una frase in una chat]). Il processore esegue un programma seguendo delle istruzioni ciclicamente: Localizza l’istruzione > Utilizzando due registri presenti nella CU chiamati PROGRAM COUNTER (PC) > registro in cui in ogni istante è memorizzato ogni indirizzo dell’istruzione che deve essere eseguita e INSTRUCTION REGISTER (IR) > registro che contiene l’istruzione in fase di esecuzione. Carica l’istruzione ( fetch ) > Su BUS DI INDIRIZZI > trasferimento del contenuto nella CPU che viene poi trasmesso alla memoria; attraverso BUS DATI > la memoria
risponde trasferendo il contenuto in IR; su BUS DI CONTROLLO > viene indicato che si tratta di un’operazione di lettura. Decodifica dell’istruzione ( decode ) > L’UC esamina il contenuto dell’IR, che contiene l’istruzione che si sta eseguendo, e decodifica l’istruzione, successivamente vengono individuati il tipo di operazione e gli operandi (dati) usati e trasferiti i dati nei registri opportuni. Un esempio di registro è il PSW (registro di stato) che descrive lo stato corrente dell’esecuzione ed eventualmente segnala possibili errori. Esecuzione vera e propria ( execute ) > In questa fase si incrementa il valore del PC, ciascuna azione viene richiesta alla componente opportuna da parte della ALU. MEMORIA > Spazio definito e diviso in parti uguali (partizionato), le cui parti hanno un nome detto indirizzo in cui è possibile inserire informazioni che possono essere reperite in seguito. Le caratteristiche della memoria possono essere esaminate attraverso le sue proprietà ed i strumenti utilizzati all’interno della memoria. BIT *** >** Unità informativa atomica della memoria, contrazione di Binar Digit ( cifre/numeri binarie ). CELLA (PAROLA) > Unità indirizzabile più piccola. VALORI > Il dato vero e proprio memorizzato. INDIRIZZO > Luogo dove le informazioni sono memorizzate, che permette di accedere a quel dato. DIMENSIONE o SPAZIO DI INDIRIZZI > Numero di celle. TEMPO DI ACCESSO > Intervallo di trasferimento dell’informazione che deve essere trasmessa e prelevata dalla memoria. Per una memoria di dimensione K (con K celle disponibili) abbiamo bisogno di un numero N di bit di indirizzamento tali che 2xN sia ≥ di K e che 2xN sia = a K.
Dischi ottici come CD-ROM > Disco materiale termoplastico sagomato al di sotto della sa superficie con dei buchi che rappresentano le informazioni da conservare. Le evoluzioni moderne dei CD-ROM sono: CD-RW ( Compact Disk-ReWritable ) e DVD ( Digital Versatile Disk ). NASTRI MAGNETICI > Utilizzati per i grandi sistemi di computer per creare periodicamente copie del contenuto degli Hard Disk per salvare i dati in caso di guasto dell’unità disco. L’unità di scrittura/lettura è effettuata in modo sequenziale e risulta molto lenta. PENDRIVE > Unità portatile con memoria di tipo FLASH, si collega tramite porta USB. Si caratterizza per la velocità di trasferimento dei dati e la capacità variabile di archiviazione. MEMORY CARD > Memoria di tipo FLASH, ne esistono di vari tipi pensati per uno specifico utilizzo e su diverse apparecchiature. Gli attuali computer montano appositi lettori per ogni diverso tipo di scheda. UNITÀ DI RETE > Qualsiasi supporto di memorizzazione presente in una rete di computer e condiviso tramite password di accesso. In genere si tratta di un Hard Disk di grandi capacità di archiviazione ed elevata velocità di trasferimento dati grazie all’utilizzo di risorse hardware/software distribuite e visualizzate in rete ( CLOUD ). INTERFACCE INPUT E OUTPUT > Permettono all’elaboratore di scambiare informazioni con gli utenti. Le periferiche di INPUT si occupano della gestione dell’inserimento di dati e di programmi dal mondo esterno al calcolatore. Le principali periferiche di input sono: mouse, tastiera, scanner, microfono, webcam ecc. I dispositivi di OUTPUT si occupano della gestione dell’uscita dei risultati dell’elaborazione dal calcolatore al mondo esterno Le principali periferiche di output sono: monitor, stampanti, cuffie ecc. Esistono alcune periferiche che possono essere sia input che output ovvero il dato può essere sia prelevato che trasmesso quali, ad esempio, modem e schermi tattili (touchscreen).
ALGORITMI > Sequenza (insieme ordinato) finita di istruzioni che risolvono un problema (parametrico), l’esecuzione di un algoritmo al fine di risolvere il problema è detta processo ed eseguita da un esecutore. Algoritmo vitale > Ha lo scopo di eseguire gli algoritmi. Dati e algoritmi > Un algoritmo con una certa codifica può’ essere il dato di un altro algoritmo. Per risolvere i problemi si utilizzano due tipi di conoscenza: Procedurale > tipicamente usata per programmare macchine (nozione di algoritmo). Dichiarativa > talvolta usata per programmare macchine. Nell’architettura della macchina di Von Neumann si parla di input e output, nella risoluzione di un problema si parla di dato iniziale e risultato. Per far capire all’elaboratore la presenza di un problema è necessario scriverlo mediante un algoritmo che descrive i passi del problema con l’aiuto di pseudo-codici (programmazione) in modo che la macchina nel suo linguaggio non ambiguo riesca a tradurre l’algoritmo ed eseguirlo tramite l’ esecutore > processo.
11 diviso 2 = 5 con resto 1 5 diviso 2 = 2 con resto 1 2 diviso 2 = 1 con resto 0 1 diviso 2 = 0 con resto 1 Il risultato va letto al contrario. Il numero intero (44) 10 equivale, quindi, al binario (101100) 2. Conversione da binario a decimale base2> Come specificato sopra, si parte dall’ultimo numero del codice binario. Ogni numero ha una sua posizione (partendo dallo 0), si deve, quindi, moltiplicare la prima cifra x2 e la sua posizione. La prima cifra sarà moltiplicata per 20 , la seconda per 2^1 , la terza per 2^2 e così via. Una volta moltiplicate tutte le cifre sarà necessario sommare i prodotti ottenuti. Il numero che ne risulta è il risultato della conversione in base dieci. Il binario (101) 2 può essere trasformato in numero decimale nel seguente modo: Prima cifra per 2^0 = 1 1x2^0 = 1x1 = 1 La seconda per 2^1 = 2 0x2^1 = 0x2 = 0 La terza per 2^2 = 4 1x2^2 = 1x4 = 4 Sommare i prodotti > 1+0+4 = 5 > (101) 2 = 5 La rappresentazione in base 10 del numero binario (101) 2 è 5. HARDWARE > Identifica le parti fisiche di un Personal Computer ovvero tutte le componenti elettroniche, meccaniche, elettriche, magnetiche ed ottiche che gli consentono di funzionare o qualsiasi componente fisico di una periferica o di un’apparecchiatura elettronica. Le dimensioni delle componenti variano in base al tipo di calcolatore o dispositivo che si prende in considerazione (supercomputer, server, notebook, palmari, cellulari) ed hanno tutti un’architettura astratta come quella di Von Neumann. Le componenti fisiche principali di un elaboratore sono:
SCHEDA MADRE > Raccoglie in sé tutta la circuiteria elettronica e i collegamenti di interfaccia tra i vari componenti interni principali di un calcolatore come memoria e le altre schede elettroniche montate o alloggiate sopra, comprendendo anche i bus di espansione e le interfacce verso le periferiche esterne. È responsabile dunque della trasmissione e temporizzazione corretta di molte centinaia di segnali diversi, tutti ad alta frequenza e sensibili ai disturbi, tra processore e RAM, schede di espansione e periferiche esterne attraverso i vari bus di sistema. RAM ( memoria centrale ) CPU La comunicazione di queste componenti da e per gli apparati esterni al computer avviene tramite connessioni che differiscono tra loro per modalità e velocità di trasmissione dei dati, le principali sono: PORTA SERIALE ( RS- 232 ) > Il termine seriale indica la modalità di trasmissione dei dati: i bit vengono inviati “in serie” ovvero uno dopo l’altro in un filo unico. Questo sistema è il più lento ma il più sicuro. PORTA PARALLELA > Nata inizialmente per connettere il computer con la stampante, utilizzata nei giorni moderni anche per garantire il collegamento di altre periferiche quali scanner, piotter, memorie di massa. La trasmissione di dati in parallelo consiste nell’inviare dei dati simultaneamente in 8 bit su più canali. PORTA DI RETE ( RJ- 45 ) > Permette al computer di collegarsi contemporaneamente ad altri elaboratori o dispositivi. È un connettore 8P8C ovvero 8 posizioni e 8 contatti (pin). FIREWIRE > Interfaccia di tipo seriale, permette due modalità di trasferimento dati: Asincrona > prevede più tentativi di invio del dato se la linea non risulti libera. Isocrona > invio di un flusso continuo di dati in tempo reale.
servizi o le funzionalità richieste, il modello, a sua volta, definisce come ogni livello debba funzionare. Livello Fisico > Riguarda la trasmissione delle sequenze binarie tramite mezzi fisici come doppino telefonico, cavo coassiale, fibra ottica. La trasmissione prevede delle caratteristiche del segnale quali frequenza, tensione, modulazione (in banda base, di fase, di frequenza, di ampiezza). Livello Dati > Riguarda la trasmissione di frame che essere delimitato, ha bisogno di un ordinamento dei bit e una suddivisione in campi. Questo livello riguarda anche l’affidabilità della trasmissione tra due entità direttamente connesse, l’individuazione e l’eventuale correzione di errori di trasmissione attraverso FCS (Frame Control Sequence) o codici autocorregenti. Livello Rete > Riguarda l’instradamento di frame attraverso sistemi intermedi e algoritmi di instradamento e l’eventuale ricerca di percorsi alternativi in caso di guasti. Nonostante questo non è garantita l’affidabilità della trasmissione e che l’ordine di frame sia rispettato o che essi non siano duplicati a destinazione. Livello Trasporto > Deve garantire che tutti i frame arrivino a destinazione in copia unica e in ordine, che l’informazione della sorgente venga preservata a destinazione senza alcun tipo di cambiamento prevede che il traffico venga ripartito adeguatamente sui canali disponibili prevenendo la congestione della rete. Livello Sessione > Deve garantire la mutua esclusione nell’utilizzo delle risorse, deve intercalare domande e risposte garantendo la consequenzialità e garantire che quanto accaduto prima sia andato a buon fine. Livello Presentazione > Gestisce la sintassi dell’informazione lungo l’intero percorso end-to-end convertendo i vari formati l’uno nell’altro.
protocolli e software installati su di essi, ogni elaboratore deve, inoltre, avere dei dispositivi locali che rendano visibile la rete e che ci sia un vero e proprio collegamento fisico tra le reti ( WiFi, punti radio ) che possono essere differenti tra loro. Nella tipologia Point-To-Point, ad esempio, la classificazione delle reti può essere di: Topologia > Rappresentazione della struttura geometrica di una rete di telecomunicazioni che fa parte della più generale struttura di rete. Comprende tutte le strutture che, per lo scambio di informazioni, richiedono l’utilizzo di più nodi connessi direttamente contemporaneamente tra di loro. In questo tipo di rete il segnale trasmesso dovrà percorrere più rami per raggiungere la destinazione. A STELLA > Nelle quali è presente un dispositivo centrale che può essere un elaboratore, un HUB o uno SWITCH al quale sono collegati altri dispositivi. LINEARI > Sequenza di collegamenti, lineari o a cerchio, tra gli elaboratori. AD ALBERO > Gerarchia di collegamenti tra elaboratori. RETI A MAGLIA > Ogni elaboratore è collegato a tutti gli elaboratori A BUS > Tutti gli elaboratori si collegano tra loro attraverso lo stesso canale di comunicazione. Dimensione geografica > Copertura geografica. LAN ( Local Area Network ) > Si estende all’interno di un edificio o di un comprensorio con un’estensione entro alcuni km. WLAN ( Wireless Lan ) > Rete locale realizzata senza cablaggio (WiFi).
L’URI può essere una URL ( Uniform Resource Locator ) > che oltre ad identificare una risorsa descrive il suo meccanismo primario o la sua ubicazione in una rete; o una URN ( Uniform Resource Name ) > che identifica una risorsa mediante un nome in un particolare dominio di nomi senza lasciar intendere la sua ubicazione o senza doverne ottenere una rappresentazione. Il secondo scopo è la gestione della trasmissione dei dati > protocollo TCP, occupandosi di suddividere l’insieme dei dati in pacchetti, aggiungere ad ognuno il corrispondente HEADER (informazioni di protocollo) ed instradare il pacchetto, ricomporre il dato iniziale alla ricezione e mantenere la consistenza della trasmissione. SERVIZI IN RETE > Permettono di reperire qualsiasi tipo di informazione , comunicare con altri utenti che abbiano accesso ad Internet, fruire numerosi servizi messi a disposizione on-line, partecipare a gruppi di discussione e prelevare filmati, immagini, musica e dati attraverso il protocollo FTP ( File Transfer Protocol ), che permette DOWNLOAD > trasferimento delle informazioni da computer remoto ad un supporto di memorizzazione, in genere l’Hard Disk, all’interno di un computer locale; e UPLOAD > invio delle informazioni da computer locale a computer remoto. Un servizio di rete permette in oltre di ricevere ed inviare e-mail. La posta elettronica è basata sul protocollo SMTP ( Simple Mail Transfer Protocol ), per ogni messaggio viene generato un file testuale contenente il testo ed i meta descrittori del messaggio, mittente, oggetto, contenuto, allegati e destinatario o in formato Copia Carbone (CC) oppure in formato Blind Carbon Copy (BCC) in modo da nascondere ad altri destinatari a chi altro è stata inviata un’e-mail. Il servizio di rete più utilizzato è il World Wide Web ( WWW ), sistema di scambio di informazioni multimediali basato su un paradigma non lineare di documentazione: ipertesto o ipermedia (testo e suono, testo e immagini ecc.) > documenti che supportano forme libere di accesso non lineari, tale non linearità influenza il processo di scrittura detto authoring e genera un’organizzazione reticolare (a ragnatela, web) delle unità informative chiamate NODI DELLA RETE , ovvero nuclei di informazioni automatizzate basate su architetture di rete Client-Server (ES. files), il collegamento tra di essi è chiamato LINK e legato ad azioni (ES. pulsanti) su tali nuclei che attivano il processo di comunicazione tra elaboratori in rete e possono essere attraversati liberamente durante la lettura. La lettura è chiamata navigazione o browsing.
Il WWW utilizza: HTTP (HyperText Transfer Protocol) > protocollo di trasmissione che consente alle applicazioni di essere indipendenti dai dati da trasferire. Definisce lo scopo di una richiesta, l’informazione di localizzazione, il formato dei dati di una richiesta e della risposta e le eventuali modifiche da apportare.
Gestione dei processi > si pone tra l’hardware e gli altri moduli costituenti il s.o. ed i programmi in esecuzione, fornisce ad essi le funzioni fondamentali premettendo un accesso controllato all’hardware. Gestione della memoria > assegna e gestisce la memoria ai processi che ne fanno richiesta verificandone la disponibilità per le richieste successive. Gestione del file system > si occupa di organizzare le informazioni che vengono strutturate in contenitori logici (file) identificati mediante un nome logico composto in due parti, ovvero il nome e l’estensione e soddisfa le richieste di accesso alla memoria di massa. Gestione dell’I/O ( input / output ) > si occupa dell’accesso dei programmi alle risorse hardware e risolve eventuali conflitti. Interprete di comandi > moduli visibili all’utente con la funzione di interpretare i comandi che provengono dalle periferiche. TIPI DI SISTEMA OPERATIVO
In attesa > momentaneamente interrotto in attesa che alcuni eventi abbiano luogo. Pronto > attende di essere assegnato ad un processore, cioè attivato. MACCHINA VIRTUALE > Macchina, non fisica, nella quale alcune funzioni sono realizzate da programmi, vengono installate su un computer con lo scopo di simulare un ambiente in grado di sostenere un programma di un sistema operativo differente da quello del computer che si possiede. Ogni macchina virtuale è organizzata con una struttura a più strati, ogni strato aggiunge nuove funzioni utilizzando le funzioni realizzate dalle sottostanti nascondendole agli strati superiori. Ha la funzione di gestire risorse specifiche del sistema fornendo meccanismi logici di accesso, che ne regolamentano l’uso, ne mascherano i limiti e sono accessibili con modalità standardizzate e indipendenti dalla loro realizzazione garantendo una flessibilità del processo di ottimizzazione delle prestazioni del sistema. NUCLEO > interagisce direttamente con l’hardware, si occupa dell’esecuzione dei programmi e della risposta degli eventi esterni generati dalle unità periferiche, gestisce i processi dei programmi che sono contemporaneamente attivi e fornisce alle macchine virtuali di livello superiore la visione di un insieme di unità di elaborazione virtuale dedicate ad ogni processo presente in memoria gestendo il contesto di esecuzione e i vari processi ed attuando una politica di alternanza di accesso alla CPU da parte dei processi in esecuzione. GESTORE MEMORIA > il S.O. garantisce ai programmi utente e supervisori il loro caricamento in memoria centrale ottimizzando l’uso della stessa mantenendo solo i dati e la componente del programma utili alla specifica fase di elaborazione in corso. Garantisce, inoltre, uno spazio di indirizzamento virtuale ai programmi che occupano uno spazio fisico più grande di quello della memoria disponibile. Le operazioni tipiche effettuate sulla memoria di massa sono il recupero dell’informazione precedentemente memorizzata, l’eliminazione, la modifica e aggiornamento dei dati e la copia e il trasferimento da una memoria all’altra (ES. da Hard Disk a Floppy Disk).
Le diverse funzionalità di Windows possono essere facilmente gestite tramite il pointer , ovvero la freccia che si muove sullo schermo al movimento del mouse o del dito sul touchpad. Anche solo il posizionamento del pointer in corrispondenza di un oggetto ne fornisce un’informazione sintetica: data di creazione, ultima modifica, contenuto della cartella o tipo di file e dimensioni, le dimensioni rappresentano il numero di byte in cui è organizzato il contenuto del file o della cartella normalmente si misurano in KB, MG e GB. Tramite il mouse è possibile eseguire azioni diverse a seconda del comando: Comando con menù a tendina > cliccando sul nome del menù il sistema apre una tendina che indica le azioni possibili. Comandi iconici > un’icona riprodotta sullo schermo ricorda l’azione ad essa associata. Comandi-tasto > il tasto è disegnato sullo schermo ed è associato ad un’azione che si ottiene cliccando su di esso. Comandi da tastiera > alcuni comandi possono essere forniti digitando sulla tastiera il tasto-funzione oppure una combinazione di tasti. Menù del tasto destro > il tasto destro del mouse apre, in genere, un menù a tendina dove sono raggruppati i comandi utilizzati più frequentemente dal programma o dalla finestra attiva. Il S.O. fornisce una utility che permette di cercare file, cartelle o programmi tramite la casella di ricerca di una finestra, la ricerca avviene per parole chiave che possono riguardare sia il nome dell’elemento che il suo contenuto. Tramite il desktop è possibile accedere a quasi tutte le funzionalità di Windows attraverso le icone ed il Menù Start. Le icone sono immagini di dimensioni ridotte che raffigurano programmi, file, cartelle a cui appartengono o il programma che viene utilizzato per aprire un file, sono accompagnate dal nome dell’elemento che rappresentano il quale è possibile avviare con un doppio-click sull’icona stessa. Possono essere presenti su desktop, su barra delle applicazioni fisse o di file in esecuzione e nell’area notifiche (livello di batteria, WiFi ecc.). Il Menù Start è una visualizzazione rapida che permette di accedere alle impostazioni del computer, ai programmi e alle cartelle utilizzati di recente o più
frequentemente e di accedere al pannello di controllo che raccoglie programmi per la definizione di parametri di installazione e modificare le impostazioni del computer, di rete e delle icone. FILE > Risorsa del computer, a sé stante e ben definita con nome identificativo univoco, finalizzata all’archiviazione di informazioni in formato digitale codificate in formato binario ed organizzate in una sequenza di byte immagazzinata in una memoria di massa tramite il File System. La scrittura dei byte può avvenire su zone fisicamente distinte del supporto di memorizzazione. Tramite un software specifico, il S.O. può decodificare e visualizzare il contenuto del file per renderlo accessibile all’utente. L’accesso all’informazione contenuta in un file avviene tramite un programma , ovvero una sequenza di istruzioni atte a svolgere un determinato compito. Il FILE SYSTEM ha una struttura con un insieme di regole logiche con lo scopo di gestire i file personali o di sistema e archiviare i dati presenti nel computer salvati e memorizzati gerarchicamente all’interno di cartelle e sotto-cartelle consentendone, così, la navigazione e la possibilità di rintracciarli. Permette di memorizzare, scrivere, organizzare gerarchicamente, manipolare e leggere le informazioni, senza di esso una qualsiasi informazione archiviata in memoria non sarebbe accessibile all’utente. Tramite il File System è possibile creare delle cartelle in cui raggruppare i files secondo una qualsiasi logica dettata dall’utente. Si dovrebbe considerare come nome del file tutto il percorso che occorre compiere per rintracciare il file all’interno della macchina. CARTELLA > Chiamata Directory. Contiene al suo interno altre cartelle o files, le icone di una cartella cambiano a seconda del contenuto, per cambiarne il contenuto e le impostazioni si utilizza la barra menù : selezionando l’impostazione “ dettagli ” è possibile ordinare il contenuto della cartella secondo vari criteri: alfabetico, data, ultima modifica, tipo di elemento e dimensione. È importante ricordare che all’interno di una cartella è possibile creare più sotto-cartelle, esse verranno organizzate automaticamente con una struttura ad albero, modo con cui Windows organizza gerarchicamente il contenuto del computer che introduce il concetto di percorso > File System. Il percorso sarà visibile sulla barra degli indirizzi una volta aperta la cartella a partire dalla