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INFORMATICA GENERALE
MODULO 1
CAPITOLO 1
Con il termine Tecnologie della Comunicazione e dell’Informazione (ICT) si intende lo studio dei metodi per memorizzare ed elaborare le informazioni del punto di vista informatico e l’applicazione nella vita quotidiana. Quindi ICT investe un campo ampissimo: dalla programmazione dei computer, alla loro costruzione, ma anche l’uso dell’informatica nella pubblica amministrazione, nel lavoro, istruzione (si parla di CBT, Computer Based Training), ecc. →le Tecnologie della Comunicazione e dell’Informazione nella vita quotidiana sono utilizzate praticamente dappertutto. In ogni settore della quotidianità l’uso del computer può risultare utile. Per quanto riguarda i servizi internet, oltre alla navigazione nel web alla ricerca di informazioni, possiamo indicare un settore che è stato profondamente modificato come la vendita di beni, con l’avvento del commercio elettronico o e commerce →per realizzare l’e-commerce una azienda crea un sito internet che diventa un vero e proprio negozio elettronico, virtuale, quindi un sito dove la merce viene esposta con immagini, video, testi descrittivi e link. Inoltre, l’e-commerce è definibile un’attività commerciale a tutti gli effetti, in quanto, include anche i rapporti con i fornitori per gli acquisti, la logistica, il packaging e il customer care. Possiamo individuare diversi tipi di e-commerce, secondo il profilo commerciale, in base al mercato di riferimento e secondo il modello di business. Di conseguenza, abbiamo tipi di e-commerce che si sviluppano in base al mercato di riferimento e al target a cui l’azienda si rivolge, in cui è possibile individuare quattro categorie principali:
- B2B (Business-to-Business): si riferisce agli scambi elettronici di prodotti o servizi tra un’azienda e un’altra
- B2C (Business-to-Consumer): è la cosiddetta parte ‘’commerciale’’ dell’eCommerce, in cui le aziende vendono prodotti o servizi direttamente ai consumatori
- C2C (Consumer-to-Consumer): è una tipologia di commercio elettronico in cui i consumatori scambiano online beni o servizi. Insieme a loro, è presente una terza parte, che di solito, offre una piattaforma su cui è possibile eseguire le transazioni (x es Vinted)
- C2B (Consumer-to-Business): l’opposto del più tradizionale B2C. È una tipologia di e- commerce, molto meno diffusa, in cui i consumatori mettono a disposizione i propri beni e servizi online con il fine di permettere alle aziende di fare offerte e di acquistare. In genere sono i freelance che si mettono in contatto con le aziende. Poi, esistono anche tipi di e-commerce in base al modello di business dell’azienda che si basa sulla tipologia di scambio tra acquirente e venditore. I più importanti, quindi, sono: a) Negozio online: è principalmente il più diffuso tipo di e-commerce e si può definire come la versione digitale del negozio fisico
b) Marketplace: è un sistema che mette insieme più negozi online, permettendo a diversi venditori di proporre prodotti e servizi a potenziali clienti. (Amazon) c) Dropshipping: è un metodo in cui, per il cliente non ci sono differenze a livello di modalità di acquisto, rispetto ad un normale negozio online, ma quello che cambia è che i prodotti non vengono inviati direttamente dal venditore, ma da soggetti terzi. Un esempio potrebbe essere Aliexpress d) Aste online: sono dei portali su cui gli acquisti avvengono attraverso un’asta. È il caso di Ebay e) Abbonamento o acquisto ricorrente: esistono alcuni siti di e-commerce, dove è possibile sottoscrivere un abbonamento per acquistare in modo ricorrente un prodotto. Un esempio è Shopify. I vantaggi sostanziali sono: ▪ Negozio aperto 24 ore su 24 e 7 giorni su 7 ▪ Possibilità di comparare i prezzi per scegliere il più conveniente ▪ Risparmio di tempo ▪ Grande varietà di scelta, anche di prodotti di nicchia ▪ Evitare la folla Svantaggi:
- Impossibilità di vedere e provare fisicamente l’oggetto che si desidera acquistare
- Tempi di consegna troppo lunghi
- Necessità di comprare un prodotto molto prezioso: i prodotti che sono più preziosi, come ad esempio un’auto, solitamente non vengono acquistati online, in quanto si preferisce l’acquisto all’interno del negozio fisico
- Difficoltà del processo di restituzione della merce che non ci soddisfa
- Mancanza di fiducia nei sistemi di sicurezza delle transazioni su internet Infine, un problema importante dell’e-commerce non è legato ai clienti, ma al fatto che questo mezzo dà vita a forti disparità tra diversi paesi e aree geografiche. L’e-commerce è, quindi, molto più diffuso e avanzato negli Stati Uniti d’America e in alcuni paesi dell’Europa settentrionale, assume invece importanza marginale nelle zone più povere del mondo e si sta affermando nei paesi in via di sviluppo. Un altro servizio internet è l’e-banking , l'opportunità offerta a tutti gli utenti bancari di effettuare operazioni di visualizzazione dati bancari (informative) e di transazione (acquisto/vendita) monetarie attraverso la connessione internet. Home banking, internet banking, web banking, e-banking, banca on line sono tutti sinonimi della stessa attività →in pratica è la filiale virtuale della propria banca aperta 24 ore su 24 Con l’internet banking si ha la possibilità di effettuare le principali operazioni bancarie comodamente da casa propria, dall’ufficio o in viaggio. L’introduzione di questo sistema, oltre ad interessare le banche già esistenti, ha recentemente permesso la nascita di banche totalmente on-line =condizioni di interesse migliori perché hanno meno costi →lo svantaggio risiede nei rischi di violazione del proprio conto corrente se qualcuno riesce a carpire i codici di accesso personali al servizio
Con il termine computer si indicano apparecchiature informatiche basate su un medesimo modello teorico, ma con caratteristiche ed utilizzi molto diversi. Vengono quindi definite alcune categorie, dai confini non sempre ben definiti:
- supercomputer
- mainframe
- minicomputer
- workstation
- personal computer o PC: qui ci sono molte sottocategorie →confine molto labile I supercomputer sono dei computer molto potenti che sfruttano le tecnologie più moderne e costose per poter elaborare con altissime velocità. Sono utilizzati in ambito aerospaziale, per calcolare le rotte dei satelliti, in campo militare, aeronautico, ecc. Quindi sono dei calcolatori specializzati a svolgere determinate operazioni con altissime velocità →non sono quindi progettati per un utilizzo generale Mainframe è un sistema di grandi dimensioni, utilizzato spesso nelle reti di computer, che gestisce diverse centinaia di computer mettendo a disposizione le sue enormi memorie di massa e i suoi molti processori. A volte i computer collegati ad un mainframe non posseggono unità di memoria proprie o processori propri: per questo motivo sono chiamati terminali stupidi. Questa tipologia sta comunque scomparendo. I mainframe sono diffusi, negli ospedali, nelle grandi aziende che devono mantenere notevoli quantità di dati in una unica sede ai quali devono accedere tutte le filiali periferiche. Minicomputer quando si tratta di decine di calcolatori che accedono al sistema informatico si parla di minicomputer: è lo stesso concetto dei mainframe in scala ridotta. Si trovano in realtà aziendali di piccole, medie dimensioni: anche in questo caso decine di terminali stupidi accedono alle risorse messe a diposizione. In realtà, questo tipo di sistemi va scomparendo, o meglio si sta trasformando in server, una macchina, cioè, a cui gli utenti si collegano non tramite terminali, ma attraverso personal computer dotati di scheda di comunicazione. Workstation è un personal computer che ha capacità di elaborazione, memorizzazione, grafiche e costo superiori a quelle di un personal computer standard. La definizione rende già l’idea di quanto sia difficile distinguere un PC di fascia alta da una workstation. Diciamo che la struttura di una workstation appare potenziata: il monitor risulta essere di notevoli dimensioni per visualizzare anche immagini ad alta definizione, mentre uno o più processori consentono di trattare una grosse mole di dati (di solito di natura grafica). Il personal computer (PC) è ormai conosciuto da tutti. È un piccolo sistema indipendente in termini di risorse e dedicato ad un unico utente. →le tipologie dei PC sono diverse e sempre in evoluzione Per adesso si può distinguere in: PC: Computer Fissi o Desktop è il personal computer da scrivania, non facilmente trasportabile da un luogo ad un altro, ma destinato a restare dove è lasciato, collegato alla corrente elettrica ed alla linea telefonica per la navigazione in internet.
Normalmente è formato da un contenitore metallico, detto case o cabinet, che contiene le componenti elettroniche che costituiscono il vero e proprio calcolatore, come il processore, le memorie, ecc.; poi è presente un monitor, un mouse e una tastiera. A seconda della forma del case, ci sono diversi formati:
- Tower : il case è disposto come un parallelepipedo verticale, come una torre. È una soluzione che permette una facile aggiunta di componenti, quindi il computer risulta facilmente espandibile. Viceversa risulta di notevole ingombro. Non è facilmente soggetto a surriscaldamento, dato che ha una sola faccia a contatto con la superficie d’appoggio, quindi permette facilmente la dispersione del calore prodotto. È una soluzione usata per computer potenti che sono soggetti ad espansione ed aggiornamenti.
- MiniTower : come aspetto sono simili ai precedenti, sono più larghi e più bassi. Come in precedenza sono difficilmente soggetti a surriscaldamento. Hanno un ingombro inferiore ma risultano meno facilmente espandibili. Sono i più diffusi nell’uso domestico.
- Desktop : è la soluzione che ha meno ingombro. Il case è appoggiato in orizzontale e il monitor è posto sopra. Il difetto è la maggior facilità di surriscaldamento.
- Compatti : è la soluzione con il case integrato nel monitor, tutto in un blocco. Le possibilità di espansione sono molto ridotte. Un computer portatile , o laptop o notebook, come dice il termine, è un sistema trasportabile, di dimensioni ridotte, a forma di libro con monitor piatto da una parte e tastiera dall’altra. Hanno una batteria ricaricabile (di solito al litio) che ne permette l’uso anche in assenza di corrente. I componenti sono miniaturizzati ed ottimizzati per permette il maggior risparmio di energia possibile. Esistono delle categorie particolari di notebook.
- Network computer : è il computer utilizzato dai rappresentanti di prodotti alimentari o farmaceutici per effettuare gli ordinativi o per illustrare al cliente le loro proposte. Si possono collegare immediatamente alla rete per sfruttare le risorse di quest’ultima, in particolare per collegarsi all’unità centrale dell’azienda. Non possiedono una propria memoria interna. Tutti i salvataggi sono effettuati via rete. I vantaggi che presentano sono il basso costo.
- Netbook : è un particolare tipo di notebook che ha nelle dimensioni ridotte e nella leggerezza le sue caratteristiche principali. Ha chiaramente delle potenzialità (e anche prezzi) inferiori rispetto ad un notebook: non possiede il lettore/masterizzatore DVD, la scheda grafica non è di ultima generazione, ecc. Ma il computer deve servire per collegarsi in internet, chattare, video chiamarsi. Infatti ha una webcam integrata, sopra il monitor. Il Tablet PC è un computer portatile, generalmente di piccole dimensioni e potenzialità inferiori a un notebook, che può essere utilizzato con le dita o con una speciale penna. Altri dispositivi portatili sono i telefoni cellulari →apparecchio radio trasmittente e ricevente per la comunicazione in radiotelefonia, collegato ad una rete telefonica. Il telefono cellulare consente di avere sempre disponibile un collegamento telefonico se si trova nella rete di copertura del suo operatore.
La memoria in realtà è divisa in due tipologie:
- memoria interna: è quella residente fisicamente sulla scheda madre
- memoria esterna: è quella che non è sulla scheda madre ma è connessa attraverso appositi cavi e connettori Anche le unità di input/output , i dispositivi che permettono l’introduzione di dati e la visualizzazione dei risultati (tastiera, mouse, monitor, stampanti, ecc.), sono esterne alla Matherboard, collegate attraverso opportuni connettori, chiamate porte di connessione o di input/output.
- porta seriale : è una delle porte “storiche” del computer. La caratteristica è che permette l’accesso di un singolo segnale alla volta. Quindi è una porta di input/output per l'invio di informazioni alla velocità di un bit alla volta e veniva usata per collegare mouse o tastiera. Adesso è stata rimpiazzata dalla porta parallela
- porta parallela : molto più veloce, dato che i dati viaggiano in parallelo, cioè tutti assieme come le auto in diverse corsie. La parallela viene usata per stampanti, scanner e altre apparecchiature più complesse. Ma anche queste porte sono state a loro volta sostituite dalla porta USB
- porta USB : (Universal Serial Bus). È una porta molto veloce che permette di collegare (quasi) tutti i dispositivi periferici: è una porta universale. Si possono collegare in cascata più periferiche senza dover spegnere il PC
- porta VGA: utilizzata per i monitor analogici
- porta di rete : è la porta Ethernet per collegare il computer alla rete. La sua forma è simile a quella a cui si connette lo spinottino del telefono, quello trasparente, solo che è leggermente più grande, con due led uno giallo e uno verde
- porta Firewire : creata dalla Apple, molto simile all'USB, è una porta di nuova generazione che permette il trasferimento di grandi quantità di dati in modo molto veloce. Adatta al collegamento di macchine fotografiche digitali e videocamere
- porte DVI e HDMI : permettono di collegare un monitor digitale o una TV digitale Nello schema di Von Neumann era indicato che tutti i componenti illustrati interagiscono tra di loro attraverso il bus. Il bus si trova girando la Motherboard dall’altra parte. Le linee di collegamento sono, di solito, nel retro. Il bus di sistema è quindi costituito da una serie di connessioni elementari lungo le quali viene trasferita l’informazione, che collegano il processore alla memoria o all’interfaccia di una specifica periferica. A seconda del tipo di informazione trasportata ci sono 3 tipi di bus: un bus dati, un bus indirizzi e un bus controlli.
CAPITOLO 4
Fattori che influenzano le prestazioni di un computer Se il processore riesce a svolgere le operazioni in modo più rapido, se la memoria è più capiente con maggior spazio disponibile per i dati ed i programmi in esecuzione, tutto il computer opererà in modo più veloce. Chiaramente la velocità dipende anche da quanti programmi, da quante applicazioni, sono contemporaneamente in esecuzione.
Un altro componente del computer è la scheda grafica, o scheda video. La scheda video è il componente che genera il segnale video del monitor. In pratica è quello che crea le immagini sullo schermo. Per la crescente qualità, e quindi complessità, di immagini, animazioni e video, la scheda grafica è diventata sempre più fondamentale, fino ad essere un vero e proprio sotto computer →infatti, oggi ha un proprio processore, detto GPU (Graphic Processor Unit), e una propria memoria Nei computer economici la scheda video è incorporata nella scheda madre. Le schede video più professionali sono separate e collegate attraverso le porte PCI. Le operazioni fondamentali di una CPU sono:
- Operazioni aritmetico/logiche.
- Spostamento dei dati.
- Controllo di altri elementi hardware. La CPU legge ed esegue le istruzioni contenute nella memoria principale grazie a due unità che si chiamano Unità di Controllo o CU (Control Unit) e Unità Aritmetico Logica o ALU (Arithmetic Logic Unit). L’Unità Aritmetico-Logica (ALU) si occupa dell’esecuzione delle operazioni logico/matematiche. L’Unità di Controllo (CU):
- acquisisce istruzioni/dati dalla memoria
- interpreta le istruzioni
- coordina la ALU
- trasferisce alla memoria centrale i dati elaborati dalla CPU Oltre alla CU e alla ALU in un processore sono presenti i Registri , particolari memorie che contengono i dati e gli indirizzi delle istruzioni →una istruzione dice al computer come svolgere un’operazione aritmetica (ad esempio la somma di due numeri), un’operazione logica (il confronto tra i valori di due dati), oppure una operazione di controllo (come ad esempio il trasferimento dei dati). Ogni processore ha un particolare insieme di istruzioni che è capace di eseguire (chipset). Le istruzioni sono espresse nel linguaggio macchina, un particolare codice che può essere interpretato dall’unità di controllo. Ogni operazione “complessa” è suddivisa in operazioni elementari (dette cicli di istruzione) che il processore è in grado di eseguire (somma, lettura di un dato, ecc). La caratteristica più importante del processore è la velocità (o frequenza) con cui esegue le operazioni. La velocità di un processore si esprime in milioni di operazioni al secondo realizzate →la velocità si misura in Mhz (megahertz = Mhz = milioni di cicli al secondo) o attualmente in Ghz (Gigahertz = Ghz = miliardi di operazioni al secondo) →adesso siamo nell’ordine di circa 4 Ghz. I processori attuali utilizzano una tecnologia multi core : in pratica un singolo microchip al cui interno si trovano più processori distinti. La presenza di più di un processore permette, per come si utilizza adesso un computer, il massimo beneficio in termini di prestazioni percepite.
- CD/DVD (e dischi blue ray)
- Memory card
- Dischi on line
- Floppy disk, nastri, zip disk, ecc. (anche se ormai sono scomparsi). In un gradino superiore si trova la memoria CACHE Vediamo come avviene, in modo molto semplificato, il dialogo tra il processore e le memorie nel caso di modifica e salvataggio di una lettera in Word.
- Per modificare una lettera per prima cosa noi andiamo nella cartella dell’hard disk dove è salvata. Quindi il processore va ad interagire con l’hard disk
- La lettera viene caricata nella memoria RAM. A noi appare la clessidra che indica che la lettera si sta aprendo
- Si comincia a scrivere e a modificare il testo della lettera. Il processore esegue queste operazioni sulla copia della lettera presente nella memoria RAM. Chiudiamo Word e appare la richiesta di salvataggio delle modifiche, che confermiamo. Il processore riporta la lettera nell’hard disk al posto dell’originale. Noi attendiamo qualche attimo che si chiuda il programma Word. →Perché tutti questi passaggi? La causa è la diversa velocità delle due memorie: l’hard disk è una memoria “lenta”, la RAM è velocissima. Quindi, per ottimizzare i tempi di lavoro, il processore preferisce perdere un po’ di tempo all’inizio, per caricare la lettera in RAM (quindi la clessidra) e alla fine, per riportare la lettera nell’hard disk (qualche attimo per uscire da Word). Quando la lettera è nella RAM il lavoro procede velocissimo. Non si può fare un PC con sola memoria RAM? Il problema è il costo. Non lo producono nemmeno perché la memoria RAM è una memoria non permanente, volatile, il contenuto viene perso se cessa l’alimentazione del sistema, cioè quando si spegne il computer. È una memoria di tipo elettrico, è formata da microscopici condensatori ognuno dei quali memorizza un bit: un condensatore è un circuito elettrico che riesce a conservare la carica elettrica fintanto che è alimentato. Al contrario la memoria hard disk è una memoria magnetica, cioè formata da materiali (le sostanze ferromagnetiche) capaci di assumere e mantenere una magnetizzazione positiva o negativa. La memorizzazione è permanente (fino ad una successiva sovrascrittura). Gerarchia a tre livelli (i registri interni del processore non vengono considerati memoria vera e propria):
- Memoria cache (memoria molto veloce, di piccolo dimensioni e costosa, che vedremo)
- Memoria centrale (memoria veloce, di medie dimensioni e abbastanza costosa)
- Memoria secondaria (memoria lenta, di notevoli dimensioni ed economica). La memoria interna: la memoria RAM La RAM fa parte della memoria centrale del computer assieme alla memoria ROM. La sigla RAM significa Random Access Memory, memoria ad accesso casuale, diretto, nel senso che il processore accede in modo immediato ai dati e programmi che deve utilizzare.
È chiamata anche memoria di lavoro in quanto i dati e i programmi non sono utilizzabili da parte del processore se non si trovano all'interno della RAM, dalla quale vengono estratti per le necessarie elaborazioni. Quindi, la RAM contiene qualsiasi dato e programma che il computer sta elaborando. Da ciò si capisce perché aumentare la memoria RAM del PC, può portare a un aumento delle prestazioni. La RAM è costituita da un gran numero di circuiti elementari, i condensatori, che possono assumere solo due stati: carico e scarico, spento e acceso. A questi due stati corrispondono i simboli zero e uno attraverso i quali rappresentiamo qualsiasi tipo di informazione. Attualmente i tempi di accesso alla memoria centrale sono dell’ordine delle decine di nanosecondi (1 ns = 1 miliardesimo di secondo). La memoria ROM La memoria ROM, non cancellabile e non riscrivibile, è meno costosa della RAM in quanto realizzata con circuiti molto più semplici. La sigla ROM significa Read Only Memory ovvero memoria a sola lettura e, a differenza della RAM, mantiene le informazioni anche in caso di mancanza di corrente. La memoria ROM contiene le informazioni per l'avvio del PC. Ogni volta che si accende il computer, il processore va a controllare il tipo di hardware che è presente, e, attraverso vari test di controllo, che non ci siano problemi per qualche componente. La memoria ROM è più piccola della RAM, appunto perché deve contenere poco software, le poche istruzioni per avviare il PC. Un software di questo tipo, implementato dal costruttore del PC direttamente sui circuiti, un software scritto nell’hardware, un ibrido, prende il nome di firmware. In particolare il firmware della ROM si chiama BIOS che significa proprio Basic Input Output System, ovvero le operazioni base che un PC effettua all'avvio. L’operazione di avvio è detta bootstrap, cioè “allacciarsi le scarpe”, e si articola in tre fasi:
- verifica dell’hardware
- attivazione dell’hardware
- avvio del software di base del computer, il sistema operativo che vedremo quando si parlerà del software. Chiaramente senza la ROM il PC non sarebbe in grado di accendersi. La memoria CACHE La memoria cache è una memoria di transito, molto veloce tra la CPU e la RAM e tra la RAM e la memoria esterna. La memoria cache è una memoria temporanea utilizzata per migliorare il trasferimento dei dati tra la memoria centrale e i registri della CPU; la cache, sensibilmente più veloce della memoria centrale, grazie a propri meccanismi di gestione, contiene i dati usati più frequentemente dalla CPU →quando il processore richiede un dato, questo viene prima ricercato nella memoria cache (dove probabilmente si trova); in caso negativo, l’informazione viene recuperata dalla memoria centrale e, in parallelo, vengono aggiornati i contenuti della memoria cache in modo che i dati in essa residenti siano sempre i più richiesti (in termini probabilistici). Generalmente un elaboratore ha due livelli di cache: ➢ la cache di 1° livello, con dimensioni da 8Kb fino a 128Kb, che funziona con la stessa velocità del processore
→se apriamo le risorse del computer vediamo che l’hard disk è indicato con la lettera C. Ma se è la memoria di massa più importante, perché C? → il floppy ha preso il nome di unità A. L’hard disk è arrivato dopo, e visto che ci sono state due tipologie di floppy, floppy da 5 ¼ e floppy da 3 ½, all’hard disk è stata data la lettera C Gli hard disk possono essere anche esterni, collegati attraverso la porta USB. Spesso si usa un hard disk esterno per il backup. La capacità tipica di un hard disk va dai 250Gb a 4 Terabyte. →per utilizzare un disco appena acquistato, che non contiene alcun dato, si doveva eseguire una operazione preliminare detta formattazione. Il termine formattazione deriva dall'inglese “format”, con cui viene generalmente indicato il comando per la preparazione dei dischi. La formattazione prepara il disco a ricevere i dati specificando dove e come devono essere inseriti. La formattazione è necessaria perché ci sono vari tipi computer e ognuno ha un suo modo di disporre le tracce. Importante è il fatto che la formattazione comporta una cancellazione definitiva del contenuto dei dischi. Le memorie ottiche: CD ROM, CD R, CD R/W, DVD Nei CD ROM, CD R, CD R/W, DVD si ha una tipologia di memorizzazione completamente diversa dalle precedenti: è una memorizzazione di tipo ottico. Il primo dispositivo ottico è comparso negli anni 80-90, per la diffusione della musica in formato digitale. Il CD ROM. La sigla CD ROM sta per Compact Disc Read Only Memory. Il nome fa capire che il CD (almeno in origine) è una memoria a sola lettura. Un CD è formato da un disco in policarbonato, ricoperto da un sottile strato riflettente di alluminio, racchiuso tra due strati di plastica →le informazioni sono impresse sulla superficie metallica riflettente attraverso un raggio laser di scrittura che crea delle piccole depressioni Chiaramente dove il raggio non va ad incidere la superficie rimane liscia. In questo modo si creano degli avvallamenti e delle zone piane. Tali variazioni possono essere interpretate come numeri binari "Zero" e "Uno", come informazioni binarie La lettura avviene tramite un raggio laser (chiaramente meno potente del precedente) che passa attraverso la plastica trasparente e si focalizza sullo strato riflettente del CD. Quando il raggio laser incontra un avvallamento esso viene disperso, mentre incontrando una zona piatta viene riflesso ed intercettato da un diodo rilevatore. Gli avvallamenti non riflettendo la luce vengono interpretati come segnali 0, mentre le zone piatte sono segnali 1, successivamente questa sequenza viene convertita in sequenza binaria →questa metodologia costruttiva permette ai CD di avere una densità di informazione superiore ai dispositivi magnetici: infatti nel caso magnetico i bit non possono essere troppo vicini altrimenti la loro carica magnetica verrebbe alterata. →i CD hanno capacità pari a circa 650-700 MB (ancora più grande nei più recenti supporti). Inoltre i CD sono più affidabili dato che non sono soggetti ai danni derivati da campi magnetici e non temono l’acqua come i supporti magnetici.
Superata la sua prima diffusione come supporto musicale, vista la sua capacità ed affidabilità, si pensò di diffondere il CD come supporto di memorizzazione ad uso comune, superando quello che era il suo principale limite, cioè la possibilità di scrittura. Nacque così il CD-R (CD-Recordable, CD registrabile), la cui scrittura è possibile mediante il masterizzatore, un dispositivo dotato di un raggio laser più potente di un normale lettore, in grado di incidere il CD-R → la superficie riflettente viene ricoperta da una pellicola trasparente: tramite il calore generato dal laser del masterizzatore, si modifica la sua trasparenza divenendo al caso opaca (avvallamento) o rimanendo trasparente (parte piana) Per produrre CD che avessero caratteristiche migliori in termini di compatibilità e durata sono state create molte leghe per il secondo strato riflettente, dando origine alla caratteristica colorazione variabile dei CD-R. Ultimo nato il CD-RW (CD-ReWritable, CD-Riscrivibile) che possiede la caratteristica di poter essere scritto più volte. È composto da un materiale cristallino che diviene amorfo al calore del laser e quindi opaco. Non riflettendo più il laser di lettura diventa simile ad un avvallamento. Se invece rimane cristallino riflette il raggio, quindi simula la zona piana. Per poter essere riscritto, tramite un riscaldamento prolungato a temperatura più bassa è possibile riportare il materiale allo stato cristallino e quindi nuovamente modificabile. Un CD-RW può generalmente sopportare un migliaio di cicli di scrittura cancellazione. A questo punto si può chiarire il significato delle sigle 48x, 24x, 4x, che appaino sui CD
- la lettura è 48 volte più veloce rispetto alla velocità di lettura del primo CD
- la prima scrittura è 24 volte più veloce rispetto alla velocità di lettura del primo CD
- la cancellazione e riscrittura è 4 volte più veloce rispetto alla velocità di lettura del primo CD. L’evoluzione naturale dei CD sono i DVD (Digital Versatile Disk) che, utilizzando una tecnologia più raffinata, consentono di migliorare le prestazioni in termini di velocità e capacità (fino a 25 volte più veloci e 20 volte più capaci di un CD ROM). → si riesce a creare degli avvallamenti più vicini e più piccoli, quindi maggiore informazione nella stessa quantità di spazio. Inoltre il raggio laser riesce a incidere e leggere 4 strati di disco, non 2 (fronte e retro) come per i CD. Si parla di DVD multistrato. La capacità di un DVD dipende da quanti strati vengono incisi: da 4,7 GB a 17GB. Blu-ray è un nuovo formato di disco per video ad alta definizione che offre sino al sestuplo dei dettagli video rispetto ai DVD tradizionali. Grazie all'utilizzo di un laser a luce blu, i dischi Blu- ray a strato singolo possono contenere sino a 25 GB, mentre quelli a doppio strato possono arrivare a 50 GB. Le chiavi USB Una chiave USB (in inglese USB key) è una periferica di memoria trasportabile di piccolo formato che può essere collegata ad una porta USB di un computer. Una chiave USB ha un supporto di memoria di tipo flash, una memoria a semi-conduttori, non volatile e riscrivibile: i dati non spariscono se è fuori tensione.
In pratica le periferiche permettono di inviare le richieste al calcolatore ed ottenere dei risultati. Per questo motivo vengono divise in due categorie:
- periferiche di input: permettono l’invio di dati, programmi, richieste al calcolatore: quindi tastiera, mouse, scanner, ecc.
- periferiche di output: permettono di visualizzare i risultati per le richieste effettuate. Quindi stampante, monitor, altoparlanti, ecc. Periferiche di input Le periferiche d’ingresso sono quei dispositivi che consentono all’elaboratore di acquisire informazioni dal mondo esterno e in particolare da chi interagisce con il computer. La loro suddivisione è per tipo di dati da inserire; non esistendo un dispositivo che consenta il facile inserimento, ad esempio, sia di testo che di immagini, ogni elaboratore sarà normalmente dotato di più di un dispositivo d’ingresso. I dispositivi di ingresso più utilizzati sono:
- Tastiera (inserimento alfanumerico)
- Mouse,trackball, joystick, touchpad (inserimento posizioni)
- Scanner (inserimento immagini)
- Telecamera, webcam, macchina fotografica digitale (inserimento filmati)
- Microfono (inserimento suoni). La tastiera è la principale periferica di input attraverso la quale possiamo inserire qualunque informazione nel PC. La tastiera può essere incorporata nel computer (come nei portatili) o essere appunto una periferica. Le tastiere si differenziano per la disposizione dei tasti che è legata al paese di utilizzo in quanto ogni nazione utilizza una propria lingua con un set di caratteri alfabetico diverso. Si tende a ravvicinare lettere che spesso vanno insieme: in italiano la A si accompagna spesso con S, D, C, ecco perché si trovano vicine → il posizionamento e il numero di tasti varia oltre che da Paese a Paese, anche in base al modello di computer → il numero di tasti è circa 105. Esistono vari schemi per tastiera alfanumerica. Il più comune è denominato QWERTY. Il nome "QWERTY" deriva dalla sequenza delle lettere dei primi sei tasti della riga superiore della tastiera, ma ne esistono anche altri come ad esempio il QZERTY nel caso della tastiera inglese. Il mouse è un dispositivo in grado di lanciare un input ad un computer in modo tale che a un suo movimento ne corrisponda uno analogo di un indicatore sullo schermo detto cursore. È inoltre dotato di uno o più tasti ai quali sono assegnate varie funzioni, infatti sono sempre presenti due tasti principali che sono indispensabili per utilizzare il computer e solitamente ci sono elementi aggiuntivi come una rotellina che permette di scorrere velocemente le pagine. Il tasto più importante è il sinistro con cui si può selezionare e trascinare le icone: con due clic si aprono le applicazioni. Il tasto destro permette di svolgere operazioni sui file come il ‘copia, incolla’, visualizzare le proprietà, ecc. I mouse possono essere divisi in tre tipologie:
- Mouse tradizionali. Nel tipo di mouse più comune vi è una sfera (solitamente di gomma dura) che fa girare due rotelle forate disposte ortogonalmente tra loro.
La direzione e la velocità di rotazione è misurata da sensori ad infrarossi e trasmessa al computer. In questi ultimi, tuttavia, la necessità di pulire la sfera ne compromette la praticità di utilizzo.
- Mouse ottici. La tecnologia ottica si avvale di un sensore per tracciare il movimento del mouse. Il piccolo sensore ottico interno registra le immagini della superficie su cui viene spostato il mouse, le confronta rapidamente e traduce le differenze nel movimento del puntatore sullo schermo. Si ha maggiore velocità e precisione, un movimento estremamente fluido ed è utilizzabile su tutte le superfici.
- Mouse wireless. Vi sono infine alcuni mouse, sia con la sfera, sia ottici, i quali però non sono collegati direttamente al computer. Infatti essi utilizzano i raggi infrarossi per trasmettere al pc le informazioni sulla posizione del cursore e sulla sua velocità. Sono quindi dei mouse senza filo. La trackball è un dispositivo simile al mouse in cui il movimento del cursore è legato al movimento di una sfera; fisicamente è un mouse girato con la “pancia” verso l’alto. Il touchpad, presente in tutti i pc portatili, è il tappetino fisso che si trova sotto la tastiera del computer. Viene utilizzato per spostare il cursore captando il movimento del dito dell'utente sulla sua superficie liscia; sostituisce completamente il mouse ed ha il vantaggio rispetto a questo dell'ingombro. Il joystick è una periferica che trasforma i movimenti di una leva manovrata dall'utente in una serie di segnali elettrici o elettronici che permettono di controllare un programma, un'apparecchiatura o un attuatore meccanico. L'impiego più diffuso e conosciuto del joystick è su console o computer e permette di muovere un personaggio o un cursore in un gioco: in questo caso il joystick è dotato di uno o più tasti o pulsanti a cui corrispondono azioni diverse. Lo scanner consente di acquisire immagini in bianco e nero o a colori. L’acquisizione viene effettuata punto a punto e quindi la memorizzazione richiede un notevole spazio: non è infrequente trovare immagini che occupano decine di MB. Il funzionamento è simile a quello di una fotocopiatrice: un fascio di luce colpisce l’immagine sul foglio di carta rilevando le zone più chiare e più scure. Queste informazioni vengono acquisite ed inviate all’unità centrale che le elabora e riproduce l’immagine a monitor. Con dei programmi specifici (OCR Optical Character Recognition) si può eseguire un'ulteriore trasformazione: da immagine in testo. A questo punto si è in grado di utilizzare il documento con un elaboratore di testi →la qualità di uno scanner dipende dalla risoluzione e dalla gamma dinamica. La risoluzione è il numero di pixel per pollici (ppi): maggiore è questo numero e più nitida è l'immagine. La risoluzione deve essere almeno di 600 ppi. La gamma dinamica misura la capacità dello scanner di catturare tutte le gradazioni dalla parte più chiara a quella più scura dell'immagine. Essa viene misurata in bit e la maggior parte degli scanner è a 24 bit, ciò significa che possono riprodurre più di 16,7 milioni di colori. La webcam è una piccola telecamera, sempre più spesso integrata nei computer, in particolar modo nei pc portatili. Una fotocamera digitale è una macchina fotografica che utilizza, al posto della pellicola fotosensibile un sensore (ccd o cmos), che converte l'energia luminosa dell'immagine ripresa in impulsi elettrici.
Quindi un monitor con risoluzione 1024 x 768 ha 1024 pixel in lunghezza e 768 in altezza. Il principio di funzionamento di un monitor per computer è analogo a quello di un televisore: un fascio luminoso, un fascio di elettroni, colpisce la superficie interna dello schermo. I fosfori così colpiti si illuminano e diventano fosforescenti in modo da creare l’immagine. Per creare delle immagini in bianco e nero basta un solo fascio luminoso. Per creare delle immagini a colori ci sono tre fasci colorati: uno verde, uno rosso e blu. Componendo insieme questi tre colori con diversa intensità si ottiene la sfumatura di colore. Quindi ciascuno dei pixel che compongono l’immagine può assumere diversi colori. Maggiore sarà il numero di colori usati, maggiore sarà la qualità dell’immagine. Quando viene colpito, il fosforo emette luce per una frazione di secondo, quindi per mantenere visibile l’immagine, il pennello elettronico deve riattivare continuamente i fosfori. Praticamente il pennello percorre tutta la superficie dello schermo, riga per riga, a partire dall’angolo superiore sinistro fino all’angolo inferiore destro. La frequenza a cui il pennello compie questa operazione viene denominata frequenza di refresh. In un monitor di buona qualità la frequenza dovrebbe superare i 60 Hz. I monitor con frequenza più bassa hanno una immagine tremolante sui lati, l’effetto sfarfallio. L’ultimo parametro è la precisione (o dot pitch): è la distanza tra due pixel in millimetri: tanto è più piccola questa distanza, migliore è la qualità dell’immagine. Questo indice varia da 0. mm (migliore) a 0.38 (peggiore). I monitor CRT sono i monitor con il tubo catodico; sono i monitor con lo schermo in cristallo e con il prolungamento posteriore a forma di imbuto. Ormai stanno quasi scomparendo, sostituiti dai monitor a schermo piatto o monitor LCD. Sono più leggeri, compatti, presenti sui portatili e sui pc desktop e non emettono radiazioni a differenza dei monitor CRT →in compenso hanno un costo più elevato e un angolo visivo minore Le stampanti consentono di trasferire su carta i risultati delle elaborazioni per poi poterli utilizzare come strumenti di verifica o di memorizzazione. Esistono essenzialmente tre tipi di stampanti che si distinguono per la loro tecnica di trasferimento su carta: ▪ Stampanti ad aghi, o a impatto ▪ Stampanti a getto d’inchiostro ▪ Stampanti laser ▪ Stampanti ad aghi La stampante ad aghi è sicuramente uno tra i più vecchi metodi di stampa. Il trasferimento sulla carta avviene in maniera meccanica premendo un intero carattere o una serie di aghi su di un nastro inchiostrato che va a contatto con la carta lasciando l’immagine desiderata. E’ un metodo di stampa vecchio ma economico. Chiaramente la qualità della stampa è scarsa: inoltre è una stampante molto rumorosa. Nelle stampanti a getto d’inchiostro (ink jet) l’inchiostro viene sparato attraverso una serie di fori calibrati sulla carta per ottenere le forme desiderate. Quindi c’è una testina di stampa che scorre lungo il foglio e, come una pistola ad acqua, spruzza sul foglio microscopiche gocce d’inchiostro. La definizione è migliore delle stampanti a impatto ed anche il rumore è ridotto a quello causato dal movimento della carta; per contro il costo per copia è più elevato, non si possono ottenere copie multiple e il funzionamento cessa improvvisamente al termine della cartuccia d’inchiostro.
Il funzionamento di una stampante laser è simile a quello di una fotocopiatrice solo che l’immagine da riprodurre viene fornita direttamente dall’elaboratore. Per la stampa viene utilizzato un inchiostro in polvere, molto fine, detto toner. Una stampante laser opera in questo modo: la pagina da riprodurre viene “scritta” da un raggio laser su un cilindro che ha la circonferenza di base grande come il foglio. Il cilindro viene quindi scaldato solo in corrispondenza delle lettere: il calore attira le particelle di toner che si attaccano sul cilindro nei punti riscaldati. A questo punto basta far passare il foglio di carta sotto il rullo e si ottiene la pagina stampata. In questo modo si ottiene una stampa di qualità ottima perché il carattere è scritto in modo preciso dal laser. Inoltre si stampa una pagina alla volta, non un carattere, quindi la stampa è più veloce. Non si hanno rischi di sbavatura dell’inchiostro o che l’inchiostro diventi secco, come nelle stampanti a getto, dato che l’inchiostro è in polvere. Quindi si ha:
- qualità di stampa ottima, normalmente 600 dpi (punti per pollice)
- velocità di stampa elevata
- costo del dispositivo, costo manutenzione, costo per copia un po’ più alto delle ink jet anche se i prezzi sono continuamente in calo Sono ormai molto diffuse le stampanti multifunzione (MFP, Multi Functional Printer) dotate anche di scanner e, a volte, di fax. In questo modo si riduce lo spazio occupato integrando in un unico apparecchio più funzionalità. Inoltre permette di disporre di maggiori funzionalità. Un ultimo tipo di stampante, normalmente utilizzato per disegno tecnico o meccanico, è il plotter che produce disegni di elevata qualità e di grandissime dimensioni utilizzando degli appositi pennini colorati. I plotter possono fornire disegni fino alla dimensione di un foglio A e servono per stampare progetti su grandi formati o cartelloni. Vi sono inoltre dei plotter in cui la testina lancia-inchiostro o la penna sono sostituiti da strumenti quali lame o punte laser →tali plotter sono detti da taglio e consentono di sezionare, sotto il controllo del computer, superfici più consistenti della carta, dal semplice cartoncino alle lastre d’acciaio L’evoluzione delle stampanti classiche sono le stampanti 3D, dispositivi in grado di realizzare qualsiasi modello tridimensionale mediante un processo di produzione additiva, ovvero partendo da un oggetto disegnato tramite software di modellazione 3D e replicandolo, sovrapponendo in maniera ordinata, uno sopra l’altro, degli strati di polimeri condensati. Altoparlanti, cuffie Una coppia di normali casse acustiche o di cuffie può essere collegata, con l’ausilio della scheda audio, a un personal computer; vengono così rese esplicite le capacità multimediali del PC, consentendo di ascoltare musica, un corso di lingua straniera o una teleconferenza. Docking station La docking station è una piattaforma a cui si può collegare un computer portatile. Tipicamente essa contiene slot per schede di espansione, hard disk esterni, connettori per periferiche come monitor, stampante, tastiera ecc. Una volta inserito nella docking station, il portatile diventa un vero e proprio computer da scrivania, con la possibilità di usare, per esempio, una tastiera estesa, uno o più monitor, uno scanner, una stampante ed altre periferiche.
