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il presente documento raccoglie alcune delle nozioni principali in ambito informatico
Tipologia: Schemi e mappe concettuali
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Quanti bit è un byte? 8 architettura di von neumann - Lo schema si basa su cinque componenti fondamentali: Unità centrale di elaborazione (CPU), che si divide a sua volta in unità aritmetica e logica (ALU o unità di calcolo) e unità di controllo; Unità di memoria, intesa come memoria di lavoro o memoria principale (RAM, Random Access Memory); Unità di input, tramite la quale i dati vengono inseriti nel calcolatore per essere elaborati; Unità di output, necessaria affinché i dati elaborati possano essere restituiti all'operatore; Bus, un canale che collega tutti i componenti fra loro. Queste cinque unità fondamentali vengono raggruppate a loro volta in quattro categorie: Sottosistema di interfaccia, che fornisce il collegamento verso le periferiche del calcolatore permettendo lo scambio di informazioni tra computer e mondo esterno; Sottosistema di memorizzazione, che memorizza e fornisce l'accesso ai dati e programmi da eseguire, diventando un passaggio fondamentale per le informazioni in ingresso e uscita; Sottosistema di elaborazione, che esegue le istruzioni per l'elaborazione dei dati e svolge anche funzione di controllo; Bus che svolgono funzioni di trasferimento dati e informazioni tra le varie componenti del computer. alu - parte della CPU che esegue sui dati le operazioni aritmetiche e logiche smpt - protocollo che permette di scambiare messaggi tra host Dispositivi di input ed output - I dispositivi di input trasformano l'informazione esterna in dati utilizzati dal computer, come ad esempio la tastiera. I dispositivi di output invece, trasformano i dati del computer in modo tale che li possano utilizzare gli utenti, come ad esempio la stampante. Indirizzi IP - serie di quattro numeri con. e 0- sistema operativo non open source Cache - serve ad immagazzinare dati utili per un accesso alla memoria più veloce DHCP - protocollo per assegnare indirizzi IP Windows 10 – grafico quale memoria non volatile – ROM PROM - Memoria programmabile a sola lettura per indicare le memorie in cui le informazioni sono immagazzinate una sola volta per poi essere disponibili successivamente. Codice a barre - sono codici costituiti da barre e spazi di diverso spessore che trasmettono informazioni su prodotti o indirizzi, per leggerli servono penne ottiche o lettori incorporati. Tra i diversi tipi abbiamo:
ogni funzione calcolabile esista una macchina di Turing equivalente, ossia che l'insieme delle funzioni calcolabili coincida con quello delle funzioni ricorsive. Gli algoritmi che possono essere implementati da una MdT si dicono "algoritmi Turing-computabili". MEMORA RAM - La RAM, acronimo di Random Access Memory, ovvero memoria ad accesso casuale, è la memoria del computer in cui vengono immagazzinate le informazioni di cui un programma ha bisogno durante l'esecuzione. CPU - La CPU è l'unità centrale di elaborazione di un computer. È uno dei componenti principali del computer e della macchina di von Neumann da cui derivano tutti i moderni elaboratori elettronici (o calcolatori). Il nome Cpu è la sigla del termine inglese Cent. La Cpu è composta principalmente da una unità di controllo ( Control Unit ), da una unità ALU ( Arithmetic Logic Unit ) dedicata all'esecuzione delle operazioni logiche ed aritmetiche, dalle locazioni della memoria centrale ad accesso rapido ( detti registri) È conosciuta anche con il termine più comune di processore o microprocessore ed è una delle principali componenti dell'hardware di un computer. La CPU è composta dai seguenti componenti: Unità di controllo ( CU ). La Control Unit è la componente della CPU che esegue e coordina l'esecuzione dei programmi informatici. Unità aritmetico logica ( ALU ). La Arithmetic Logic Unit ( ALU ) è la parte della CPU a cui è affidata l'esecuzione dei calcoli logico-matematici. Registri / Memoria Centrale. I registri sono memorie ad accesso rapido della CPU utilizzabili dal processore per effettuare i calcoli. La velocità di calcolo della CPU, misurata in MHZ, è anche uno dei principali fattori determinanti della velocità di esecuzione di un programma da parte del computer A parità di condizioni, quanto maggiore è la velocità del processore, tanto minore è il tempo di esecuzione di un programma. Dalla velocità di calcolo della CPU deriva anche la generazione di calore e il problema di gestire la dissipazione del calore per e il problema di gestire la dissipazione del calore per evitare malfunzionamenti o guasti della CPU. OCR - In ambito informatico l ' acronimo OCR sta a significare letteralmente Optical Character Recognition , e viene utilizzato per riferirsi a quella tipologia di software ( programma ) che ha la capacità di leggere un documento di testo cartaceo e , per mezzo di uno scanner , di trasformarlo in un file di testo che può essere elaborato RETE A STELLA - Nella topologia di rete a stella ci sono tanti nodi figli, tutti connessi a un nodo padre che si trova appunto al centro della stella e che può essere: un hub cioè un sistema hardware centrale che si limita a inviare lungo tutti i collegamenti un duplicato di ciascun pacchetto, in maniera indistinta. In questo caso si parla di pacchetti broadcast, espressione che può ricordare la lista broadcast di WhatsApp in cui lo stesso messaggio può essere inviato a un elenco predefinito di persone. uno switch di rete, cioè un dispositivo che assicura la comunicazione tra i diversi nodi e conosce i collegamenti dei singoli computer. Il nodo centrale, che sia un hub o uno switch, gestisce le funzionalità della rete: ogni nodo figlio, prima di entrare in comunicazione con un altro, deve inviare il messaggio al nodo centrale che provvederà a smistarlo. Il contesto di applicazione più diffuso sono le reti LAN. Una topologia a stella standard è adatta però solo a reti di piccole dimensioni che tendono però a espandersi creando topologie a stella estese: le reti sono in continua espansione, proprio come l’universo secondo la maggior parte dei fisici e degli astronomi. RETE AD ANELLO - La rete ad anello è un sistema dove i nodi sono disposti a forma di cerchio creando appunto un anello, senza quindi l’esistenza di nodi terminali. A connettere tra loro i computer è un cavo circolare. Questa topologia è usata per la rete Wan, che si avvale spesso della fibra ottica, mezzo di trasmissione unidirezionale. .
Ciascuna cella di memoria capace di memorizzare un singolo bit è costituita da due transistori MOS, uno "di memoria" e uno "di accesso". EPROM - n elettronica digitale, la EPROM, sigla di Erasable Programmable Read Only Memory, ovvero memoria di sola lettura programmabile e cancellabile, è una memoria informatica di sola lettura cancellabile tramite raggi ultravioletti. Si tratta di un'evoluzione della PROM che, una volta programmata, non può più essere in generale modificata. La EPROM invece può essere totalmente cancellata, per un numero limitato ma consistente di volte, e riprogrammata a piacimento. L'invenzione, avvenuta nel 1971, è dovuta ad un ingegnere israeliano, Dov Frohman, fuoriuscito dalla Fairchild Semiconductor per unirsi a Moore, Noyce e Grove, fondatori della società Intel, che a loro volta erano usciti dalla Fairchild l'anno prima. Tali memorie si basano sul transistor ad effetto di campo FAMOS (Floating-gate Avalanche Injection MOS), un tipo di Floating Gate MOSFET a canale p programmabile mediante breakdown a valanga. PROM - Una Programmable Read Only Memory (PROM, "memoria di sola lettura programmabile"), detta anche One Time Programmable (OTP), nell'elettronica digitale, è una tipologia di memoria ROM a stato solido programmabile una sola volta. Nasce come evoluzione della ROM a maschera ed è volta a ridurne i notevoli costi di produzione dovuti alla progettazione delle maschere per l'impiantazione ionica. La ROM a maschera richiede infatti di cambiare l'intera linea di produzione ogni qual volta fosse necessario modificare anche una minima parte dei circuiti logici. La PROM invece contiene dei fusibili, che possono essere bruciati secondo le esigenze per implementare i circuiti logici richiesti, e richiede un'apparecchiatura speciale per le operazioni di scrittura. Esiste inoltre una tipologia di PROM in cui al posto dei fusibili vengono usati degli antifusibili, nei quali il collegamento viene creato invece di venire bruciato. Bus di sistema Il bus di sistema, presente in tutti i microcalcolatori, è composto da una o più piste in rame sulla scheda madre (di solito da 4 a centinaia, a seconda della tipologia di computer e dell'implementazione della SoC o della mother board) ed è dotato di connettori separati a intervalli regolari per l'innesto dei moduli di memoria e di I/O. Si tratta di una serie di connessioni elettriche ognuna delle quali può trasmettere cifre binarie (0 o 1) in successione, l'insieme delle quali (che può essere o meno interpretato come un valore numerico) è interpretato dai vari componenti del sistema secondo protocolli prestabiliti. Un bus che collega due componenti appartenenti alla stessa scheda integrata è detto bus interno (internal bus) (di solito proprietario), se collega due componenti generici è detto bus esterno (external bus). Se c'è un solo bus esterno è detto bus di sistema (system bus). Il bus di sistema si divide in tre bus minori: bus dati bus indirizzi
bus controllo Il motivo per cui gli elaboratori dispongono in genere di un solo bus è semplice: l'architettura a più bus, proposta teoricamente agli albori dell'informatica dall'architettura Harvard nel 1943, non è praticamente realizzabile, visto l'altissimo numero di connessioni che sarebbero necessarie. Bus dati per tutti i tipi È il bus sul quale transitano le informazioni. È usufruibile da tutti i componenti del sistema, sia in scrittura sia in lettura. È bidirezionale (permette il passaggio dati in più direzioni contemporaneamente). Bus indirizzi È il bus (unidirezionale) attraverso il quale la CPU decide in quale indirizzo andare a scrivere o a leggere informazioni; sia le celle di memoria (RAM) sia le periferiche di I/O (Input/Output) sono infatti divise in zone e porte, ognuna delle quali ha un dato indirizzo. La memoria viene usualmente suddivisa in segmenti, offset, pagine, e locazioni interne o inter-pagina. Dopo aver comunicato l'indirizzo tramite questo bus, la scrittura o lettura avviene normalmente tramite il bus dati. Il bus indirizzi è fruibile in scrittura dalla CPU e anche in lettura dagli altri componenti, mediante l'utilizzo del DMA controllato solo parzialmente dalla CPU e poi dalla DMAC (controller DMA) anche in modo bidirezionale, per dare accesso a dischi, schede grafiche ed eventuali altre risorse. Tali caratteristiche possono essere accompagnate dalla presenza di un supporto in parallelo per la paginazione della RAM, che tipicamente consta di una o più unità MMU per paging o per sistema ibrido a segmentazione e paging. Bus controllo Il bus controllo è un insieme di collegamenti il cui scopo è coordinare le attività del sistema; tramite esso, la CPU può decidere quale componente deve scrivere sul bus dati in un determinato momento, quale indirizzo leggere sul bus indirizzi, quali celle di memoria devono essere scritte e quali invece lette, etc. Infatti la memoria e tutti gli altri componenti comunicano con la CPU attraverso un unico bus condiviso; questo significa che senza un controllo da parte della CPU si verrebbero a creare dei conflitti e delle collisioni. Per agevolare e rendere efficienti i vari processi sui bus, di norma, almeno su computer abbastanza recenti (in passato non era una regola fissa), vengono utilizzati meccanismi di controllo supplementari, quali interrupt hardware (IRQ, ma non NMI, che hanno diversa funzione) e software (int xx, syscall), e soprattutto firmware e device di controllo quali il DMA (Direct Memory Access), gli schemi PIO, la gestione dei PIC in cascata. Registri della CPU – Registers
semafori inizializzati a rosso. Le procedure di acquisizione e rilascio, viceversa, sono le wait e signal di un semaforo virtuale associato alla periferica tale da garantire la mutua esclusione. PROTOCOLLI - Un protocollo di rete, in telecomunicazioni, è un particolare tipo di protocollo di comunicazione preposto al funzionamento di una rete informatica ovvero la definizione formale a priori delle modalità o regole di interazione che due o più apparecchiature elettroniche collegate tra loro devono rispettare per operare particolari funzionalità di elaborazione necessarie all'espletamento di un certo servizio di rete. In senso più lato, un protocollo di comunicazione si può definire come un insieme di regole che vengono stabilite per instaurare una comunicazione corretta: ad esempio due persone di differenti madrelingue potrebbero mettersi d'accordo nell'utilizzo della lingua inglese per comunicare. In termini equivalenti si tratta dunque della descrizione a livello logico del processo di comunicazione (meccanismi, regole o schema di comunicazione) tra terminali e apparati preposto al funzionamento efficace della comunicazione in rete. Queste apparecchiature possono essere host, computer client, smartphone, personal digital assistant (PDA), monitor, stampanti, sensori. In particolare un protocollo prevede la definizione dei linguaggi costituiti dai messaggi scambiati, messaggi che devono potersi interpretare correttamente. L'aderenza ai protocolli garantisce che due software in esecuzione su diverse macchine affinché possano comunicare efficacemente, anche se sono stati realizzati indipendentemente cioè interoperabilità. È evidente l'importanza della standardizzazione dei protocolli di rete. L'implementazione informatica dei protocolli di rete definisce, all'interno dell'architettura di rete, il cosiddetto software di rete, presente usualmente all'interno del sistema operativo ed elaborato dalla scheda di rete. HASH - L' impronta hash di un testo o di un file informatico è una sequenza di lettere (a,b,c,d,e,f) e cifre (da zero a 9), lunga solitamente 64 caratteri, ottenuta applicando un particolare algoritmo di calcolo alla sequenza di bit che formano il testo o il file. DSN - nomi DNS, o "nomi di dominio" o "indirizzi mnemonici"[4], sono una delle caratteristiche più visibili di Internet. L'operazione di conversione da nome a indirizzo IP è detta "risoluzione DNS"; la conversione da indirizzo IP a nome è detta "risoluzione inversa". Questi nomi sono utilizzabili, mediante una traduzione, di solito chiamata "risoluzione", al posto degli indirizzi IP originali. Il servizio è realizzato tramite un database distribuito, costituito dai server DNS. Il DNS ha una struttura gerarchica ad albero rovesciato ed è diviso in domini (com, org, it, ecc.). Ad ogni dominio o nodo corrisponde un nameserver, che conserva un database con le informazioni di alcuni domini di cui è responsabile e si rivolge ai nodi successivi quando deve trovare informazioni che appartengono ad altri domini. Ogni nome di dominio termina con un "." (punto). Ad esempio l'indirizzo wikipedia.org termina con il punto. La stringa che segue il punto finale è chiamata "dominio radice" (DNS root zone). I server responsabili del dominio radice sono i cosiddetti root nameservers. Essi possiedono l'elenco dei server autoritativi di tutti i domini di primo livello (TLD) riconosciuti e lo forniscono in risposta a ciascuna richiesta. I root nameserver sono 13 in tutto il mondo, di cui 10 negli Stati Uniti, due in Europa (Inghilterra e Svezia) e uno in Giappone. In pratica, il DNS è un registro universale cioè un database distribuito, con una struttura gerarchica, che archivia i nomi mnemonici di dominio e la loro associazione ai relativi indirizzi IP specifici.
JPEG - PEG è l'acronimo di Joint Photographic Experts Group, un comitato di esperti ISO/CCITT che ha definito il primo standard internazionale di compressione dell'immagine digitale a tono continuo, sia a livelli di grigio sia a colori. La stessa combinazione di caratteri indica anche il diffusissimo algoritmo di compressione a perdita di informazioni, che è disponibile in formato aperto e a implementazione libera. Si noti tuttavia che parlare di "file in formato jpg" è concettualmente errato, in quanto non esiste un "formato di file jpg": il file contenitore può essere di vario tipo (exif, jfif, tiff), ed è solo l'immagine contenuta ad essere effettivamente in formato jpg. Si tratta dello stesso ordine di concetti relativo ad esempio ai file video avi o mkv, che possono contenere file compressi con una moltitudine di algoritmi estremamente vari. JPEG è divenuto il più diffuso standard di compressione delle immagini fotografiche SOFTWARE SHAREWARE Lo shareware, conosciuto anche come trial, è una tipologia di licenza software molto popolare sin dai primi anni novanta. Vengono distribuiti sotto tale licenza in genere programmi facilmente scaricabili via Internet o contenuti in CD e DVD quasi sempre allegati alle riviste di Informatica in vendita in edicola. Questo genere di software può essere liberamente utilizzato con limitazioni. Solitamente si tratta di limitazioni temporali (es.: 30 o 60 giorni) con piena funzionalità del software, terminati i quali, viene richiesto l’acquisto di una licenza. Questo permette all’utente di valutare se il programma è più o meno quello che serve. Alcuni shareware non hanno limitazioni di tempo ma limitazioni funzionali (esempio il nr. di fatture emesse per un programma di contabilità o l’assenza di stampa o di salvataggio dei dati); queste limitazioni ovviamente rendono inservibile il programma ed incentivano l’acquisto in caso se ne apprezzi il funzionamento. Lo stesso principio è ripreso anche per applicazioni mobile (per quanto in questo ambito il termine shareware non è così utilizzato quanto trial o demo), la più famosa delle quali è Whatzapp: Gratuita per il primo anno, completamente funzionante anche successivamente ma con un periodo di blocco di circa 7- giorni ogni mese. Per chi ne fa un uso intenso, un blackout della messaggistica per una settimana è ovviamente fastidioso e sborserà volentieri i pochi centesimi di licenza annuale. Per chi non volesse spendere nemmeno un centesimo per una applicazione, suggerisco una applicazione freeware. SOFTWARE FREEWARE Il freeware è distribuito indifferentemente con o senza codice sorgente, a totale discrezione dell’autore e senza alcun obbligo al riguardo. È sottoposto esplicitamente ad una licenza che ne permette la
Che cos’è l’Ethernet? Ethernet è una tecnologia utilizzata per stabilire una rete LAN utilizzando canali cablati. Collega i dispositivi all’interno della LAN e anche della WAN. Ethernet consente ai computer collegati in LAN di comunicare tra loro con l’aiuto di alcuni protocolli. Qui, i dispositivi sono collegati in una rete geograficamente localizzata tramite cavi Ethernet. Ethernet offre connettività veloce e connessione ad alta velocità a Internet. Possiamo classificare Ethernet in due tipi: Classic Ethernet È una prima versione di Ethernet in cui la velocità dei dati varia da 3 a 10 Mbps. Switched Ethernet Switched Ethernet è ciò che Ethernet è diventata oggi. Qui la velocità dei dati varia da 100, 1000 e 10. Mbps. Il dispositivo di rete che abbiamo utilizzato per stabilire la rete è uno switch. COME FUNZIONA ETHERNET? Sappiamo che Ethernet è una tecnologia che possiamo utilizzare per stabilire una connessione tra i computer per formare una LAN. Normalmente, quando un computer nella rete desidera inviare informazioni a un altro computer, deve passare attraverso un determinato processo. le informazioni sono segmentate in pacchetti. Oltre ai dati, il pacchetto contiene anche alcune informazioni standard. Queste informazioni standard sono l’indirizzo di origine e di destinazione. In effetti, queste informazioni aiutano la rete a identificare il percorso del pacchetto. Innegabilmente tutti i computer in ethernet condividono un’unica connessione. In tal modo, Ethernet segue i principi di CSMA/CD. Questi protocolli assicurano che la linea di connessione sia libera prima che inizi a inviare i pacchetti. Tuttavia, questo non è lo scenario al giorno d’oggi. Poiché Ethernet ora funziona in modalità full-duplex. In full-duplex, i canali di invio e di ricezione sono esplicitamente separati. In particolare, Ethernet non esegue alcuna correzione degli errori. Pertanto, deve fare affidamento su protocolli avanzati per garantire che i dati vengano trasmessi perfettamente. Di conseguenza, Ethernet costituisce oggi la base per la maggior parte delle connessioni di rete. Che cos’è Internet?
Internet è una rete globale che collega milioni di dispositivi e facilita la comunicazione in tutto il mondo. Quando colleghi il tuo dispositivo a Internet, significa che sei online. È diventata una risorsa importante per gli utenti di tutto il mondo per lo scambio di informazioni. Internet consente di inviare e-mail, video, audio, foto, ecc. all’altro utente della rete. Connettere i tuoi dispositivi a Internet ti consentirà solo di accedere ad applicazioni, siti Web, dati cloud, app di social media e molti altri servizi simili. COME FUNZIONA INTERNET? Spiegare esattamente come funziona Internet è un compito difficile. Ma cerchiamo di capire una panoramica di base del suo funzionamento. Descriviamo Internet come una rete globale di dispositivi interconnessi. Sebbene possiamo utilizzare sia i mezzi cablati che wireless per sviluppare una rete, il cavo fisico costituisce la spina dorsale di Internet. I cavi che utilizziamo per collegare i dispositivi possono essere cavi telefonici, cavi TV e cavi in fibra ottica. Ora per cercare una soluzione, inserisci una richiesta nel motore di ricerca del tuo browser. La richiesta viene trasmessa su questi cavi al server interessato. Il server è molto simile a un disco rigido in cui il sito Web memorizza i propri dati. Quando il server riceve la richiesta, elabora la richiesta per comprendere le esigenze dell’utente. Quindi recupera i dati richiesti e li rimanda all’origine richiedente.