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CAPITOLO 1
1. Cos’è l’informatica? L’informatica è il diminutivo di “Informazione automatica”, ossia la scienza che si occupa del trattamento automatico delle informazioni. È quell’insieme di processi e tecnologie che rendono possibile la creazione, la raccolta, l’elaborazione, l’immagazzinamento e la trasmissione dell’informazione con metodologie e strumenti automatizzati e tecnologicamente avanzati. 2. Cos’è l’informazione? L’informazione è un “qualcosa” che si possiede e che serve ad acquisire una conoscenza, è tutto ciò che, per un osservatore o un recettore posto in una situazione in cui si hanno almeno due occorrenze possibili, supera una incertezza e risolve un’alternativa, cioè sostituisce il noto all’ignoto, il certo all’incerto. L’informazione è sempre legata a un supporto (un mezzo che la sorregge) attraverso il quale l’informazione può essere trasmessa. L’informazione il supporto sono due cose distinte: il supporto è il mezzo con la quale ci comunicano l’informazione. Le informazioni sono rappresentate sui supporti tramite i dati , ciascun dato è rappresentato da una sequenza di simboli, il codice invece è un’associazione dato- informazione. 3. Cos’è l’hardware? In italiano possiamo tradurre questa parola con “componente solida”, ossia quell’insieme delle componenti fisiche (meccaniche, elettriche, elettroniche, magnetiche e ottiche) che costituiscono l’elaboratore. 4. Cos’è il software? Possiamo tradurlo letteralmente con “componente soffice”, ma è un programma, o un insieme di programmi, in grado di funzionare su un qualsiasi dispositivo per il calcolo automatico. Un programma (o applicazione) è una sequenza ordinata di istruzioni (espresse secondo un insieme di regole noto a priori) che elaborano i dati di input per produrre dei dati di output. In generale il mondo del software si divide in 2 grandi categorie tipologiche: **- sistemi operativi
- programmi applicativi (open source = programmi distribuiti liberamente attraverso internet) CICLO DI ELABORAZIONE DELL’INFORMAZIONE** Come funziona un elaboratore elettronico digitale? L’insieme di dispositivi fisici (hardware) serve per ricevere i dati dall’esterno (dati di input) ed elaborare i dati tramite istruzioni di programmi (software), e per produrre dati di output da memorizzare o da distribuire e comunicare. INPUT – ELABORAZIONE – OUTPUT – MEMORIZZAZIONE – DISTRIBUZIONE 5. Cos’è un computer? Il computer è un elaboratore elettronico digitale. Elaboratore : macchina in grado di rappresentare ed elaborare dati in base a una serie di istruzioni formulate e memorizzate in modo tale da poter essere eseguite automaticamente. Elettronico : utilizza componenti elettroniche per elaborare, memorizzare e distribuire i dati. Digitale : i dati sono rappresentati utilizzando un numero finito di simboli. Nello specifico, i dati sono rappresentati utilizzando le cifre 0 e 1 della numerazione binaria. (digitale deriva dalla parola inglese digit, ossia cifra). 6. Qual è il ruolo del computer nell’informatica? Un qualunque dispositivo per il calcolo automatico, quindi anche il computer, che costituisce uno strumento tecnologico che permette di elaborare i dati in maniera automatica. 7. Che cos’’è un sistema? È un insieme di parti correlate tra loro che operano in maniera congiunta per svolgere una determinata funzione. I sistemi informativi sono costituiti da componenti. (componente umana)
8. Che cosa sono i dati? Sono la materia prima del trattamento dell’informazione, possono essere dati semplici (lettere e numeri) o dati complessi (suoni o filmati). DIFFERENZA TRA DATO E INFORMAZIONE DATO = elemento direttamente presente alla conoscenza. Non ha bisogno di essere spiegato. Es. un numero. INFORMAZIONE = rappresenta il dato all’interno di un contesto, in modo da definirne un significato. Es. quanti fratelli hai? 3 9. Cosa è un algoritmo? Rappresenta la tecnica base utilizzata per definire il percorso per il raggiungimento di un risultato. È un insieme di regole volte a risolvere un determinato problema in un numero finito di attività. Un algoritmo aiuta a prendere le giuste decisioni in relazione ad un obiettivo. CARATTERISTCHE DI UN ALGORITMO - DESCRIZIONE INEQUIVOCABILE - INPUT PRECISO - OUTPUT PRECISO - TERMINA E PRODUCE UN RISULTATO - SEMPRE IL RISULTATO CORRETTO - RISPETTA I REQUISITI DI INGRESSO, SEMPRE **CAPITOLO 2
- In che cosa consiste l’elaborazione digitale?** Consiste nel rappresentare qualsiasi tipo di informazione in cifre binarie, in modo che possano essere elaborati ed utilizzati dalle moderne tecnologie informatiche. SEGNALI ANAOGICI E DIGITALI Segnali analogici = sono paragonabili a un’onda e trasmettono un ampio spettro di informazioni. Segnali digitali = possono assumere solo 2 stati: acceso e spento. N.B. Il digitale presenta 2 vantaggi rispetto all’analogico: meno interferenze e maggiore risoluzione. LE CIFRE BINARIE Digitale deriva dall’inglese digit, numero. I computer e glia altri strumenti digitali rappresentano tutti i numeri con il sistema binario , costituito da due sole cifre, 0 e 1. LA CAVALCATA DI PAUL REVERE Quando le colonie americane si ribellarono al dominio inglese, Paul Revere fu assegnato il compito di avvertire i volontari delle campagne qualora ci fosse stato un attacco da parte degli inglesi, specificando se si trattasse di un’aggressione per terra o per mare, attraverso l’utilizzo di lanterne. Se entrambe le lanterne erano accese (11) si trattava di un attacco dal mare, sei soltanto una era accesa ( o 01) significava che gli inglesi attaccavano da terra.
L'algebra di Boole Il funzionamento degli elaboratori elettronici è basato su entità che possono assumere valori discreti. La maggiore affidabilità del sistema binario rispetto a qualsiasi altro sistema ne giustifica l'uso esclusivo che ne viene fatto dagli elaboratori elettronici. L'algebra di Boole è un’algebra costituita da variabili, costanti, operatori semplici funzioni e proprietà. Dicesi variabile Booleana un'entità che può assumere solo due valori:
- 1 o 0
- vero o falso
- on o off Operazioni sull'insieme delle variabili Booleane Risolvere la funzione Booleana significa determinare per quali valori delle variabili risulta però falsa alla variabile Booleana dipendente. Le variabili Booleane indipendenti sono legate fra loro mediante operatori Booleani. Ogni operatore Booleano è regolato da una tabella chiamata tabella di verità, la quale è divisa in due sezioni: Sezione input : costituita da un numero di colonne pari al numero di variabili indipendenti presenti nella funzione Booleana Sezione output : costituita sempre da una colonna Circuiti logici Gli elaboratori elettronici eseguono funzioni esprimibili tramite funzioni Booleane. Questo vuol dire che, se si riuscisse a progettare dei circuiti corrispondenti ai vari operatori Booleani, questi, opportunamente combinati, potrebbero essere utilizzati per la rappresentazione fisica delle funzioni Booleane. Per raggiungere questo scopo è stato progettato un circuito logico per ogni operatore Booleano. Questo circuito ha due ingressi e un'uscita. All'uscita un filo con tensione massima (valore Booleano 1) quando tutti e due gli ingressi presentano tensione massima e tensione minima in tutti gli altri casi. Questo circuito ha due ingressi e un'uscita. Si comporta in modo che in uscita si abbia un filo contenzione massima (valore Booleano 1) nel momento in cui almeno uno dei tuoi figli di ingresso abbia tensione massima e tensione minima se tutti e due gli ingressi presentano tensione minima. Questo circuito ha un ingresso e un'uscita e si comporta in modo che, se in ingresso sia la variabile Booleana A (NOT), in uscita si raccoglie il suo valore complementato.
Le origini dell'informatica I moderni computer possono essere definiti come macchine o automi di calcolo generale. Questa nozione è stata formulata e studiato per la prima volta e negli anni 30 e 40 da alcuni logici e matematici che cercavano di indagare la natura e i fondamenti della logica e della matematica. Tra questi ricordiamo Touring e Neumann, che si possono considerare come i veri e propri padri della Moderna informatica, intesa come scienza teorica che si occupa dell’elaborazione automatica dell'informazione. Alan Turing e la macchina universale Le caratteristiche di una macchina in grado di eseguire le procedure logiche matematiche in modo automatico sono state definite da Alan Turing nel 1937. Il suo obiettivo era quello di formalizzare la nozione di procedura effettiva o meccanica di calcolo, o algoritmo , e individuare i limiti nella applicazione di questi metodi per la soluzione di problemi logici e matematici. A questo fine Touring ideò una macchina teorica, in grado di simulare il comportamento di un uomo intento ad eseguire un calcolo aritmetico. La macchina di Turing è costituita da un nastro di lunghezza potenzialmente infinita, suddiviso in celle , simile ad una pellicola cinematografica, che la macchina può far scorrere avanti e indietro, e da una unità di lettura e scrittura in grado di leggere, scrivere o cancellare simboli nelle celle del nastro. Tali simboli sono elementi di un insieme finito di simboli distinti, l'alfabeto della macchina. La macchina è dotata di una memoria interna , perché quella esterna è il nastro, che può assumere un insieme infinito di statti. Il comportamento della macchina, che funziona eseguendo una successione di passi discreti, è determinato da un insieme finito di regole che prescrivono il simbolo da scrivere, lo stato da assumere è il verso dello spostamento nel nastro nel passo successivo. Una macchina di Turing può eseguire calcoli di qualsiasi natura e complessità ed egli dimostrò che è possibile progettare una macchina universale, in grado di imitare qualsiasi altra macchina di Turing. Per fare questo è sufficiente codificare sia le regole di transizione sia i dati di una particolare macchina di Turing attraverso l'alfabeto della macchina universale: questo corrisponde al nostro concetto di programma. Grazie a ciò riuscì a dimostrare anche che la sua macchina poteva risolvere qualsiasi problema, a patto che questo potesse essere risolto in modo algoritmico ed è espresso in forma simbolica. Il tentativo di arrivare ad altre definizioni formali del concetto di calcolabilità hanno portato risultati del tutto equivalenti a quelli di Turing. Questo ha portato alla formulazione di una famosa tesi, detta tesi di Church, la quale sostiene che l'insieme dei problemi effettivamente risolvibili con qualsivoglia metodo meccanico coincide con quello dei problemi risolvibili dalla macchina di Turing. John Von Neumann e la macchina a registri La macchina ideata da Turing era un modello concettuale, che non era stato pensato per essere trasformato in una macchina reale. Il lavoro di Turing ha ispirato lo sviluppo di altri modelli di macchine, formalmente equivalenti alla macchina di Turing, ma tecnicamente più efficienti. Tra questi di notevole importanza e la macchina registra a programma memorizzato, elaborata nel 1945 da John Von Neumann nella progettazione di prima è vero computer digitale della storia, l'EDVAC. La macchina di Von Neumann è costituita da un'unità di elaborazione centrale CPU, una memoria divisa in celle dotate di indirizzi (chiamate appunto registri) e due nastri divisi in celle, uno di ingresso (input) e uno di uscita (output). L'unità di elaborazione e a sua volta costituita, da un'unità logica aritmetica (ALU), che si occupa di effettuare le istruzioni primitive in grado di essere eseguite direttamente dalla macchina; un accumulatore, che è un registro di memoria particolare ove vengono collocati i dati durante un operazione di calcolo; un'unità di controllo che governa all'esecuzione sequenziale delle operazioni e coordina le componenti della macchina; un contatore delle istruzioni, che segnala il numero d'ordine dell'Istruzione successiva da
processore parallelo. In genere due o più processori possono condividere alla pari le altre risorse del sistema operando indipendentemente l'uno dall'altro, ma il sistema operativo deve coordinare l'attività. I costi della lavorazione dei dati sono sempre in calo. I microprocessori non sono utilizzati soltanto negli elaboratori, ma anche nelle automobili, nei telefoni, nei termostati e nelle schede telefoniche. Memoria ROM e RAM Per svolgere le sue funzioni un elaboratore deve avere una memoria dove archiviare i programmi i dati necessari. Esistono diversi chip di memoria, ma fondamentalmente si distinguono due categorie, la ROM Read Only Memory, memoria di sola lettura è la RAM Random Access Memory, memoria ad accesso casuale. Entrambe sono molto veloci perché i dati Vengono trasmessi elettronicamente e non hanno parti mobili. Il chip più veloci accendono hai dati nel tempo che la luce impiega per percorrere poco meno di un metro. La memoria del lavoratore si può paragonare il famoso gioco dello scarabeo. L'aroma e il libretto del regolamento: Si può leggere ma non è possibile cambiarla. La RAM è come la tabella di gioco: i dati si possono aggiungere, togliere e spostare liberamente. La memoria ROM La ROM , essendo statica e inalterabile, è chiamata anche memoria non volatile. Il suo contenuto viene predisposto dalla casa produttrice al momento della fabbricazione e non può essere modificato dall'utente. Pertanto, lo spegnimento dell'elaboratore non altera i dati in essa contenuti, che vengono richiamati automaticamente quando il computer viene acceso. Questi dati sono costituiti da programmi e da istruzioni necessarie all'avvio (boot) della macchina, anche firmware , che comprendono per esempio le istruzioni eseguite al momento dell'accensione e il programma di configurazione del sistema che si utilizza per cambiare impostazioni come l'ora e la data. La memoria RAM La RAM , detta anche memoria centrale o memoria dell’utente, serve a memorizzare un vasto numero di programmi e dati di ogni tipo. Quando si scarica un programma o si crea un documento, i dati che si immettono nell’elaboratore tramite la tastiera sono memorizzati nella RAM. Di solito, quando il computer viene spento i dati ai i programmi presenti in questa memoria vengono cancellati; la memoria centrale è infatti una memoria volatile. Il termine Random indica la modalità di reperimento e accesso ai dati in memoria. Per comprendere In che cosa consiste Si pensi alla differenza fra una cassetta e un CD: se vogliamo ascoltare la terza canzone di una cassetta, dobbiamo mandare avanti le prime due canzoni, secondo un accesso di tipo sequenziale. Con un CD, invece, si può andare direttamente alla traccia della terza canzone, mediante un indice contenuto all'inizio del CD. Questo è un accesso Random perché permette di accedere casualmente a una canzone, Senza dover mandare prima avanti le canzoni precedenti. Tipi di memoria Esistono vari tipi di memoria. Un progettista di computer decide di usare una o l'altra in base a parametri quali la velocità, Il costo e la funzione che deve svolgere. DRAM è il tipo di memoria centrale più diffuso. È chiamata dinamica perché le celle di memoria mantengono i dati solo per breve tempo e devono essere aggiornate centinaia di volte al secondo. Ecco alcuni tipi di DRAM che hanno avuto grande diffusione nei sistemi desktop:
FMP DRAM. Era la prima tipologia di memoria per i sistemi desktop. EDO DRAM. Leggermente più veloce della FMP. Una variante chiamata BEDO DRAM, partendo dall'idea che gli indirizzi di memoria vengano richiesti dalla CPU in successione, subito l'indirizzo richiesto e quello successivo. SDRAM. è in grado di sincronizzarsi con il blocco che controlla la CPU. Tale capacità rendi trasferimenti di dati più veloci affidabili Perché vengono eliminate le discrepanze di tempo. Questo tipo di memoria ha sostituito la EDO DRAM. DDR DRAM. Negli ultimi anni ha sostituito la SDRAM. Recentemente è stata introdotta un'ulteriore evoluzione di questa memoria, la RAM DDR2, che sposta una quantità di dati quadrupla rispetto alla versione originaria. RDRAM. È una tecnologia di memoria che la Intel ha tentato di introdurre per alcune piattaforme a causa dell’elevato costo della DDR. È molto veloce ma per utilizzarla il sistema deve essere leggermente modificato. Questo tipo di memoria invia i dati attraverso un canale con un'ampia banda passante a una velocità 10 volte maggiore di quella della DRAM standard. SRAM. è molto più grande, veloce e costosa, anche in termini di consumi, della DRAM. è una memoria statica e non ha bisogno di essere continuamente aggiornata. Data la sua velocità viene utilizzata in una speciale aria della memoria detta cache. I chip di memoria flash sono i dispositivi di memorizzazione più recenti. Sono simili ai chip della SRAM, memorizzano dati analoghi a quelli contenuti nella memoria centrale, ma la memoria flash è non volatile, quindi i dati vengono conservati anche quando il computer viene spento. I moduli di memoria SIMM e DIMM In quasi tutti i sistemi per aggiungere memoria non si installano singoli chip, ma bensì moduli di memoria. Sono dei circuiti stampati che contengono chip di memoria è che a loro volta sono inseriti in appositi slot della scheda madre. Esistono due tipi di moduli: il SIMM, e il DIMM. I nomi si riferiscono all' involucro , non al tipo di chip che contengono. i DIMM hanno completamente soppiantato i SIMM, perché possono essere usati singolarmente invece che in coppia. Nei portatili viene adottato un particolare modulo DIMM dalle dimensioni più piccole e dai consumi più bassi, denominato SODIMM. I bus di input e output All'interno dell’elaboratore ci sono dei collegamenti che consentono La trasmissione delle informazioni tra i vari componenti del sistema. Questi collegamenti formano il bus, cioè la linea di comunicazione attraverso la quale Passano tutte le informazioni esterne o interne. Il bus Il bus di un computer è una sorta di autostrada dei dati. È costituito da un insieme di collegamenti in rame localizzati sulla scheda madre dell'elaboratore. L'idea alla base del bus è semplice. Esistono solo due modi per connettere tutti i componenti: collegare ogni dispositivo a tutti gli altri oppure collegare tutti i dispositivi a un unico insieme di linee, il bus. Grazie al bus la progettazione è più semplice, sono necessari meno circuiti e i costi sono più contenuti. Per aggiungere altri nuovi componenti al sistema non si deve fare altro che collegarvi al bus. Nei primi sistemi bus erano chiamati bus del processore perché Oltre alle schede di espansione indirizzavano anche la memoria, la quale veniva aumentata per mezzo di apposite schede inserite negli slot collegati al bus. Quando la velocità dei processori su però quella delle periferiche la memoria dei nuovi sistemi fu indirizzata separatamente, Quindi ora non si può più aggiungere memoria tramite le schede di espansione perché essa richiede un bus più rapido adibito soltanto a quella funzione.
sono cioè in grado di riconoscere e di configurare automaticamente i nuovi dispositivi Hardware. Per fare questo, il sistema operativo carica o Scarica i driver delle periferiche che l'utente vuole collegare o scollegare, siano queste stampanti, modem o schede di rete. plug and play richiede tre componenti: un sistema operativo, un BIOS, ovvero una porzione della ROM che ha il compito di controllare lo stato di tutto l'hardware presente e i dispositivi da installare. La comunicazione con le periferiche Un sistema informatico è come un impianto stereo in cui i vari componenti sono collegate all'amplificatore principale tramite i cavi. I componenti che si collegano al computer sono chiamati periferiche. I più comuni sono la stampante, lo schermo, il modem, la tastiera, Mouse, eccetera. Per connettere questi dispositivi al computer, bisogna inserire loro cavi in apposite prese, dette porte, collocate sul retro dell'elaboratore. È da lì che le informazioni entrano ed escono. Il tipo è il numero di porte varia a seconda dell’elaboratore, Ma di norma comprende porte seriali, parallele, Firewire, USB e SCSI (scasi). Le porte del computer Sono degli alloggiamenti in cui vengono inseriti i cavi delle periferiche. Le porte seriali servono a collegare il modem e alcuni tipi di vecchi Mouse. Questo tipo di porte ha il vantaggio di utilizzare solo due linee per inviare e ricevere dati ed è l'ideale per le connessioni a circuiti telefonici, che utilizzano ugualmente due linee di trasmissione. Le Porte seriali sono in grado di inviare soltanto un bit per volta. Dato che un computer elabora fino a 64 bit nello stesso istante, giunti alle porte seriali i dati subiscono un rallentamento Perché escono dall'elaboratore. In successione su un'unica linea queste porte forniscono trasmissioni lente e non sono adatte per collegare una stampante. Le porte parallele vengono utilizzate per il collegamento delle stampanti e di alcuni dispositivi di memorizzazione esterni. Queste porte trasmettono 8 bit per volta su altrettante linee parallele e consentono comunicazioni più veloci fra l'elaboratore e dispositivi di input e output. L'unico inconveniente che il segnale trasmesso dalle porte parallele non ha la portata del segnale di una Porta seriale, Ma questo è importante solo se il dispositivo che si vuole connettere ha un cavo molto lungo. Un cavo parallelo a una lunghezza massima inferiore ai 30 metri, mentre quello seriale può essere lungo fino a 300 metri. Molti dispositivi vengono connessi alle porte SCSI, che permettono di collegare più componenti a una stessa porta grazie a un processo detto daisy-chaining, che consiste nel connettere alla porta un primo dispositivo, al quale verrà connesso un altro e così via. Questo riduce il numero di slot occupati. Nei computer desktop e notebook l'interfaccia è più diffusa per la connessione dei dischi e delle unità cd e dvd è quella del tipo ultra ATA O EIDE. I controller ultra ATA supportano massimo 4 unità e hanno costi molto inferiore rispetto alle altre porte. Le porte USB e Firewire Con l'aumento dei dispositivi input/ output è la quantità di dati da trasferire in tempo reale, le porte seriali e parallele sono diventate dei Colli di bottiglia per il rendimento del sistema. Per ottenere una maggiore banda passante sono state sviluppate due nuove tecnologie di trasmissione seriali con diverse caratteristiche comuni:
- possono utilizzare cavi sottili che facilita per collegamenti
- consentono di connettere i dispositivi in serie di modo che è sufficiente una sola porta
- utilizzano plug'n'play
- trasmettono I dati molto più velocemente delle porte seriali e parallele
- permettono di aggiungere e rimuovere i dispositivi e con il computer acceso (hot plugging)
- distribuiscono la corrente per far sì che i dispositivi a basso consumo possano funzionare senza aver bisogno di un filo proprio L’ USB permette di collegare in una stessa forza fino a 127 dispositivi in serie. I dispositivi più adatti per i collegamenti USB sono tastiere, mouse e joystick, seguiti da stampanti scanner e modem esterni. Questo bus è molto più veloce delle normali li porte seriali ed è in grado di gestire tutti i dispositivi, eccetto quelli che trattano grandi quantità di dati. Un grande vantaggio dell’USB è che permette all'utente di personalizzare facilmente il proprio sistema, per esempio collegando 2 mouse allo stesso tempo. L’USB è molto economico. Le porte Firewire , sono stata sviluppata dalla Apple ma ormai sono in uso in tutti i computer di grande consumo. La tecnologia Firewire è stata sostituita da standard com'è Thunderbolt o dall'HDMI. Tali tecnologie sono state progettate per collegare molti dispositivi elettronici dotati di un'ampia banda passante, come le videocamere, le macchine fotografiche e I lettori di videodisco digitali. Consente connessione ad Internet ad alta velocità. Oggi tutti i pc e notebook vengono dotati di serie di porte USB e Firewire, mentre le vecchie porte seriali e parallele sono destinate a scomparire. L'interazione tra CPU e memoria La CPU e la memoria interagiscono nell'esecuzione dei programmi e nell'elaborazione dei dati. La CPU è costituita da due componenti, l'unità di controllo le unità logico aritmetica.
- l'unità di controllo esegue le istruzioni dei programmi, coordina le attività del microprocessore E controlla il flusso di istruzioni fra questo e la memoria
- l'unità logico aritmetica effettua le operazioni aritmetiche e le operazioni logiche di raffronto fra due valori Queste due unità collaborano con la memoria è un processo distinto in quattro fasi che porta il completamento di un ciclo della macchina. Il ciclo della macchina si divide in 4 fasi: caricamento, decodifica, esecuzione e memorizzazione. Il tempo necessario per completare le prime due fasi è detto tempo di istruzione e quello per le ultime due tempo di esecuzione. I registri Per i primi microprocessori l'addizione di due numeri costituiva un problema perché avevano un unico canale di accesso alla memoria e quindi potevano vedere solo un numero per volta. Per ovviare a questo inconveniente uno dei due numeri veniva trasferito in una piccola area di memorizzazione, detta registro, facente parte del microprocessore stesso. Il microprocessore proseguiva nei l'operazione di addizione di due numeri è nella memorizzazione del risultato in base alle istruzioni. I microprocessori moderni hanno vari tipi di registri che rivestono funzioni diverse: tenere al corrente l'utente su quale sia la funzione in atto, immagazzinare i dati da elaborare, memorizzare i risultati dell'elaborazione ecc. CAPITOLO 3 Le periferiche di input/ output Per comunicare con l'elaboratore impieghiamo i dispositivi di input e output: i primi servono per fornire al computer i dati da elaborare, i secondi per vedere o distribuire ad altri i dati elaborati. Questi dispositivi, detti anche periferiche, non sono soltanto lo schermo e la stampante, ma comprendono una vasta gamma di componenti sempre più ampia. I modem e i fax sono in grado di svolgere sia funzioni di input sia di output.
I dispositivi e i supporti di memorizzazione Le memorie secondarie comprendono due elementi distinti: il dispositivo è il supporto di memorizzazione. Un'unità per la lettura dei CD ROM è un dispositivo di memorizzazione, mentre il CD ROM su cui si registrano i dati e il supporto. I dispositivi di memorizzazione hanno la funzione di leggere e scrivere i dati su supporto:
- la scrittura consiste nel copiare i dati nella memoria centrale dell'elaboratore al supporto di memorizzazione;
- la lettura consiste nel copiare i dati dal supporto di memorizzazione alla memoria centrale. La parte dell'Unità che svolge queste due funzioni è detta testina di lettura/ scrittura. Il supporto di memorizzazione e il componente fisico su vi vengono immagazzinati i dati. Si pensi alle registrazioni musicali: per ascoltare o incidere una cassetta Si deve utilizzare il lettore di cassette, lo stesso vale per le memorie di massa. Queste si distinguono in tre categorie: magnetiche, ottiche e allo stato solido. Accesso diretto e accesso sequenziale Le modalità di registrazione, la capacità di archiviazione e il tempo necessario per accedere ai dati memorizzati Variano in base al tipo di memoria secondaria che si utilizza. La memorizzazione dei dati può essere diretta o sequenziale. Per comprendere in che cosa consistono questi due metodi si pensi alla differenza fra il funzionamento di un CD e quello di un nastro musicale. Con il CD si può selezionare direttamente la canzone, attraverso un accesso diretto o random , invece con un altro è necessario per scorrere i brani finché si Individua la canzone scelta, accesso sequenziale. Negli elaboratori avviene la stessa cosa: i dischi forniscono Un accesso ai dati di tipo diretto e in altri di tipo sequenziale. Velocità delle memorie Riempimento di dati archiviati in una memoria di massa richiede un certo periodo di tempo, la cui durata varia in base a due caratteristiche meccaniche fondamentali dell'unità di lettura: la velocità di rotazione, cioè il numero di giri compiuti dal disco in un minuto, e il tempo di posizionamento, vale a dire il tempo impiegato dalle unità di lettura per localizzare la traccia su cui sono memorizzati i dati. Una volta trovata una traccia, l'unità deve attendere che i dati scorrono sotto la sua testina di lettura: questo periodo di attesa hai chiamato latenza. La somma della latenza e del tempo di posizionamento corrisponde al tempo di accesso, cioè il tempo medio impiegato per iniziare la lettura di dati. Il tempo di accesso varia notevolmente da un tipo di memoria all'altro: il più veloce è quello della memoria flash, seguito dagli hard disk, mentre il più lento e quello dei dischetti e dei nastri. Una volta localizzati i dati nella memoria secondaria, l'elaboratore li trasferisce nella memoria centrale RAM. La velocità impiegata per svolgere questa operazione viene detta velocità di trasferimento dei dati. In genere, le unità dei dischi fissi offrono le velocità di trasferimento più alte e quelle a nastro le più basse, mentre i dischetti e i dischi ottici hanno una velocità intermedia. Per ottimizzare il tempo di trasferimento si può aumentare la velocità di scorrimento del supporto sotto la testina di scrittura/lettura. Questa velocità nei supporti circolari è detta velocità di rotazione. Capacità di memorizzazione La quantità di dati che è un supporto di memorizzazione in grado di contenere è detta capacità di memorizzazione ed è determinata da diversi fattori, tra cui la densità e la grandezza, o la lunghezza, della superficie di memorizzazione del supporto.
Per aumentare la quantità di dati contenuti in una determinata area, cioè la densità dei bit ci sono due modi: avvicinare le tracce tra di loro o avvicinare i bit di dati contenuti in una traccia. Si pensi a quante utilitarie possono essere parcheggiate al posto di parcheggiare dei TIR. CAPITOLO 5 Il sistema operativo Che cos'è il software? Gli elaboratori non possono funzionare senza il software, ossia alle sequenze di istruzioni che permettono loro di svolgere i vari compiti. Queste sequenze di istruzioni, note come programmi sono scritte dai programmatori e vengono distribuite agli utenti finali sua cosi di dischi o tramite internet. Possiamo distinguere due categorie fondamentali di software: i software di sistema e i programmi applicativi. I sistemi operativi I software di sistema comprendono i linguaggi di programmazione e i sistemi operativi. Il linguaggio di programmazione serve per creare tutti gli altri programmi. I sistemi operativi sono programmi che fanno funzionare i vari componenti dei computer e vanno eseguiti Prima di qualsiasi altro programma perché sono quelli che permettono l'elaboratore di interagire con l'utente. E grazie al sistema operativo che si può ordinare al computer di aprire il programma di videoscrittura, salvare un documento, stampare un file ecc. Essendo così importante, il sistema operativo viene caricato automaticamente al momento dell'accensione del computer, e Procede alla gestione delle risorse del sistema senza alcun intervento da parte dell'utente. Il sistema operativo può essere assimilato a una sorta di autocoscienza primordiale nel computer. I programmi applicativi L'elaboratore e il software possono essere paragonati ad un attore e ad un copione: come l'attore recite ruoli diversi a seconda del copione che gli viene dato, nel laboratorio svolge funzioni diverse A seconda del programma utilizzato. I compiti eseguiti con l'ausilio del computer sono chiamati applicazioni e programmi utilizzati per svolgersi sono detti i programmi applicativi. La redazione di una lettera, la stesura di un bilancio e la creazione di una lista di spedizioni sono applicazioni; il programma di videoscrittura, i fogli elettronici e il software di gestione delle basi di dati sono programmi applicativi con cui le applicazioni vengono svolte. Altri tipi di programmi Oltre al software applicativo, esistono altri tipi di programmi di largo impiego, come per esempio i software di intrattenimento, di istruzione e di consultazione, e i programmi di utilità, che rispondono a specifiche esigenze dell'utente. Alcune di queste utilità integrano le funzioni del sistema operativo e altre quelle dei programmi applicativi. Un programma di utilità può essere utilizzato per la compressione dei file sul disco, un compito che rientra fra quelli del sistema operativo, mentre un'altra utilizza può servire per vedere un documento in diversi formati, funzione tipica di un programma applicativo. Elenchiamo alcuni fra i programmi di utilità più diffusi: antivirus, utilità per la visualizzazione dei file, programmi diagnostici, programmi di backup. Le interfacce utente Quando si accende il computer appare sullo schermo l'interfaccia, chiamata così perché il mezzo di interazione fra utente e la macchina. I primi laboratori avevano come unica interfaccia utente dispositivi come la stampante e, a volte, una fila di luci intermittenti. Successivamente sono state introdotte le interfacce software.
completamente sostituito basta aggiornare il BIOS. E quindi possibile apportare dei miglioramenti ai componenti hardware senza rischiare di rendere i programmi software obsoleti. L'interprete dei comandi La porzione del sistema operativo riservata all'interpretazione dei comandi ha la funzione di ricevere dalla tastiera l'input dell'utente e di interpretarlo. I comandi di un programma applicativo, per essere seguiti dai componenti Hardware, devono essere prima interpretati dal sistema operativo. Per aprire un documento in un programma si può fare clic su un pulsante della / degli strumenti oppure trascinare il file sullo schermo e rilasciarlo sull'icona dell'applicazione perché il sistema operativo interpreta questi comandi allo stesso modo. I sistemi multitasking I computer moderni consentono di utilizzare diversi programmi per svolgere più compiti contemporaneamente. È possibile impiegare un programma per scaricare un file da internet e allo stesso tempo elaborare un documento in un altro programma. Poiché i sistemi in genere hanno un solo microprocessore, per eseguire più programmi nello stesso momento chiedono rapidamente il controllo della CPU a uno o all'altro, a seconda delle esigenze. Questo tipo di multitasking consiste nel suddividere il tempo di lavoro della CPU tra i vari programmi in esecuzione. I sistemi più recenti utilizzano il multitasking con prelazione , in modo da gestire i processi con diversa priorità. La gestione dei file Il sistema operativo ha la funzione di gestire i file contenuti nel disco fisso. Tre sono i requisiti essenziali per reperire i file: il nome del file, la cartella in cui è archiviato è l'unità di memoria in cui si trova. I nomi dei file Al momento del salvataggio, ai file viene assegnato un nome file che ne permette l'identificazione in qualsiasi momento. In quasi tutti i sistemi, i nomi dei file sono costituiti da due parti: il nome è l'estensione. Il nome viene scelto dall'utente è l'estensione è separata dal nome con un punto. Questa ha la funzione di identificare il formato del file l'applicazione con cui è stato creato. Nei sistemi Windows l'estensione riveste un ruolo fondamentale perché consente ai programmi di identificare l’applicazione con la quale è stato creato un file. Le cartelle Le cartelle servono a memorizzare i file per tenerli in ordine. Gli indicatori delle unità memoria Molti sistemi sono dotati di più unità di memoria. Per distinguerle, Ognuna è assegnata una lettera o un nome: di norma, in ambiente Windows, le unità per dischetti sono identificate dalle lettere a e b, mentre al disco fisso è assegnata la lettera c. Ulteriori unità possono essere indicate con le lettere di ed e. Dato che il numero il tipo di unità variano da sistema a sistema, l'assegnazione delle lettere e dei nomi cambia seconda dell'elaboratore. Con l'avvento dei sistemi operativi di ultima generazione questo tipo di nomenclatura è caduta in disuso. Le gerarchie ad albero Per illustrare l'organizzazione di un'unità in cartelle può essere utile ricorrere a un’analogia: da un albero si dipartono vari rami e questi a loro volta si dividono e interiore ramificazioni, così un'unità si divide in varie cartelle, che possono a loro volta contenerne e altre.
Utilizzando una gerarchia ad albero, è possibile espandere o ridurre sia l'intera unità sia una singola cartella. Si può passare dal sommario dei contenuti dell'unità alla descrizione dettagliata di un file. con il segno + si indica che quelle cartelle sono state ridotte e contengono delle cartelle nascoste, mentre con il segno meno si segnala che il contenuto delle cartelle è visualizzato. I percorsi Per reperire un file memorizzato in una cartella di un disco di memoria è necessario seguire un determinato percorso. I percorsi sono quelli che sono separati dagli /. I programmi di gestione dei file Una parte del sistema operativo è costituito da un programma, Detto programma di gestione dei file o Finder, che serve per la localizzazione è l'accesso alle unità, alle cartelle e ai file presenti nell’elaboratore. Questi programmi consentono di visualizzare le cartelle di un'unità secondo una struttura ad albero. facendo clic su una cartella, Viene visualizzato un elenco completo dei suoi contenuti. Oggi la tecnologia dei browser viene applicata anche alla gestione dei file, permettendo di muoversi all'interno del proprio sistema come si naviga in Internet, e visualizzando il contenuto delle cartelle come se fosse la pagina web. CAPITOLO 6 I fogli elettronici, i grafici e gli ideogrammi I fogli elettronici, chiamati anche fogli di lavoro, hanno tutti lo stesso aspetto. Un foglio elettronico è la griglia di righe e colonne che appare sullo schermo quando si carica il programma. I fogli elettronici consentono di visualizzare i dati numerici anche in forma grafica. I grafici possono essere utili per osservare tendenze le relazioni tra gruppi di valori diversi, come per esempio le vendite, i costi e i profitti di un'azienda in un determinato periodo, oppure per effettuare analisi What if. I grafici Sono potenti strumenti analitici. Essendo collegati al foglio di lavoro, al variare dei dati di partenza si modificano anche i grafici, consentendo di vedere con maggiore chiarezza gli effetti di tali cambiamenti. In ambito aziendale, i grafici si sono rivelati strumenti di grande utilità nella ricerca e nella rappresentazione di tendenze significative all'interno di insiemi di valori numerici. Per illustrare i dati in maniera efficace Bisogna saper scegliere il tipo di grafico più adatto. La scelta di uno o dell'altro dipende dal genere di dati che si deve rappresentare, che di norma si distinguono in discreti e continui. I dati discreti sono una serie di valori misurati a determinati intervalli. Il grafico usato per questo tipo di dati e chiamato istogramma e viene utilizzato in ambito commerciale per rappresentare le vendite e i profitti. Anche i dati continui corrispondono a una serie di misurazioni effettuate a intervalli specifici, ma Indicano un andamento continuo; anche se ogni. Dati è un valore discreto, infatti, attraverso un processo di interpolazione si possono misurare anche i valori compresi fra dati misurati. Per illustrare più approfonditamente una situazione o per mettere in evidenza le relazioni esistenti tra diversi valori, si possono collegare i dati a delle mappe. I programmi che consentono di svolgere questo tipo di analisi su vasta scala sono detti sistemi informativi geografici. L'immissione dei dati Per inserire i dati in un foglio elettronico, si deve prima selezionare una cella con il mouse o la tastiera. La cella selezionata diventa la cella corrente , ossia l'unica in cui è possibile immettere dati, anche se per alcune procedure, come la formattazione e il taglia e incolla, si può estendere la selezione ad un blocco di celle. I dati contenuti in una cella possono essere soltanto etichette, numeri, formule, funzioni e formati.
Non solo numeri Per ottenere la concatenazione tra due stringhe in una formula chiusa l'operatore &. Per esempio la formula = ci & ao all'effetto di giusta porre la seconda stringa alla prima producendo come risultato la stringa Ciao. Minuti che per separare correttamente i due nomi è stato inserito lo spazio bianco prima e dopo il carattere e. Es. = C7 & " e " & D La funzione CONCATENA permette di ottenere lo stesso risultato ma con una sintassi diversa. CONCATENA (str 1; str 2; ...) Gli argomenti della funzione possono essere espressioni di diverso tipo che vengono trattate come stringhe è la funzione può concatenare fino a 30 argomenti per stringa. Per utilizzare un riferimento assoluto si fa precedere sia l'indice di colonna sia l'indice di riga dal carattere $. Gli operatori di confronto rispondono ad una serie di domande. Ad esempio se C9>C12, allora è vero. La funzione SE Questo genere di espressioni con risultato logico è utilizzato nelle formule per guidare la scelta fra due diversi valori da restituire come risultato. La funzione che permette di ottenere questo effetto è la funzione SE, che ha la sintassi: SE (cond; esprV; esprF) Il primo argomento è la condizione che guida la scelta, è un'espressione che ha valore vero o falso. Il secondo argomento esprV è una qualsiasi espressione il cui valore è restituito nel caso in cui la condizione vale vero. Il valore esprF viene restituito quando la condizione o valore è falso. Quando questo non viene specificato viene assunto = falso. Es. SE (C11=D11;"SI"; "NO") Un altro esempio di applicazione della funzione se combinata con un operatore. es. = SE (C11>D11; C7; "") & SE (D11>C11;D7;"") & SE (C11=D11;"...";"") Le funzioni logiche E,O, NON E (cond 1; cond 2; ...) O (cond 1; cond 2; ...) NON (cond) Conteggi, riepiloghi e altro Si possono utilizzare per la correzione automatica di test a risposta multipla. E riferimenti misti. Si digita il simbolo $ solo davanti all'intestazione della colonna o solo davanti al nome dell'intestazione della riga. Funzioni nidificate L'argomento di una funzione nidificata sarà una funzione. Pertanto, le funzioni nidificate in Excel sono solo funzioni all’interno di altre funzioni. Il risultato restituito da una funzione viene utilizzato come argomento di un’altra funzione.
Funzioni di conteggio CONTA.NUMERI, CONTA.VALORI, CONTA.VUOTE La Funzione CONTA.NUMERI La funzione CONTA.NUMERI conteggia il numero di celle di un dato intervallo che contengono numeri (incluse le date). La sintassi della Funzione è la seguente: =CONTA.NUMERI(val1; [val2]; ...) Nell’esempio si vuole conteggiare quanti numeri sono presenti nell'intervallo di celle A1:A10 la funzione sarà: =CONTA.NUMERI(A1:A10) La Funzione CONTA.VALORI La Funzione CONTA.VALORI conteggia il numero di celle di un dato intervallo che contengono qualsiasi valore (numeri lettere). La sintassi della Funzione è la seguente: =CONTA.VALORI(val1; [val2]; ...) Esempio: si vuole sapere quanti valori sono presenti nell'intervallo di celle B1:B La Funzione sarà =CONTA.VALORI(B1:B10) La Funzione CONTA.VUOTE La Funzione CONTA.VUOTE conteggia il numero di celle vuote (prive pertanto sia di numeri sia di testi) di un dato intervallo. La sintassi della Funzione è la seguente: =CONTA.VUOTE(val1; [val2]; ...) Esempio (vedi figura) si vuole sapere quanti celle vuote sono presenti nell'intervallo di celle C1:C10 La Funzione sarà =CONTA.VUOTE(C1:C10) Calcolo della percentuale La formula per il calcolo percentuale in Excel è quindi la seguente: Parte/Intero=Percentuale es. C2/B 2 La funzione CONTA.SE Usare CONTA.SE, una delle funzioni statistiche, per contare il numero di celle che soddisfano un determinato criterio, ad esempio per contare il numero di volte in cui una particolare città compare in un elenco clienti. Nel formato più semplice, la funzione CONTA.SE dice: ▪ =CONTA.SE(Dove si vuole cercare?; Cosa si vuole cercare?) Ad esempio: ▪ =CONTA.SE(A2:A5;"Londra") ▪ =CONTA.SE(A2:A5;A4) CAPITOLO 7 I diritti d'autore e il plagio Quando sul web si trova del materiale interessante, viene spontaneo pensare di stamparlo o salvarlo su disco. Nella maggior parte dei casi si tratta di un'operazione perfettamente legale ed etica. I problemi
