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CAPITOLO 1 - FONDAMENTI
Il termine computer è entrato da tempo a far parte del vocabolario italiano pur essendo una parola inglese. La sua traduzione dall’inglese è “qualcosa o qualcuno che effettua calcoli matematici“, intendendo poi specificatamente la macchina elettronica che tutti noi conosciamo. Il termine deriva però dalla parola latina computare, che significa contare, fare di conto. Alla domanda che cosa significa calcolare è stata data risposta all’inizio degli anni 30 del 900, fornendo un dispositivo di calcolo, cosiddetto universale, cioè non specializzato ad effettuare i calcoli specifici ma in grado di effettuare qualunque tipo di matematico fosse possibile realizzare. L’idea di questo dispositivo è dovuta al matematico britannico Alan Turing , considerato il padre dell’informatica moderna e a cui è intitolato il più prestigioso premio internazionale nel campo delle scienze informatiche. Il dispositivo ideato era solamente teorico e fu sviluppato per fornire una risposta a questioni teoriche di logica e di matematica. È possibile osservare che dagli anni 40 in poi, lo sviluppo incredibile dell’elettronica ha consentito di creare i dispositivi di calcolo sempre più efficaci, sempre più piccoli ed economici, fino ad arrivare ai dispositivi di oggi, completamente miniaturizzati ma con velocità di calcoli enormi, rispetto solo a 40 o 60 anni fa. D’altra parte il modello di calcolo che c’è dietro a tutti i dispositivi che si sono succeduti dagli anni 40 in poi, invece è rimasto sempre lo stesso e non è affatto cambiato, cioè i calcoli che può fare una macchina di 50 anni fa sono gli stessi che può effettuare un calcolatore moderno.
1.1 Diagrammi di flusso
Il dispositivo ideato da Turing, chiamato macchina di Turing , è strettamente legato al concetto di algoritmo. Un modo naturale di definire l’addizione tra due numeri interi non negativi è il seguente: aggiungere uno al primo addendo tante volte quanto è grande il secondo addendo. La procedura di somma di due numeri ad una cifra è necessaria per realizzare poi la somma di due numeri in colonna.
- Contando con le dita effettuiamo per prima cosa un’operazione detta di assegnazione. Con l’operazione di assegnazione associamo ad una mano un certo valore oppure teniamo a mente un numero.
- La seconda operazione elementare che effettuiamo è quella di aggiungere uno alla mano B.
- La terza operazione elementare è quella di ripetere l’operazione di aggiungere 1 alla mano B fino a che il numero in questa mano non è uguale al numero C che ho a mente. Si tratta di ripetere una o più operazioni elementari fino a che non sia soddisfatta una determinata condizione ( interazione condizionata illimitata ). L’operazione di iterazione condizionata illimitata viene indicata mediante un rombo, all’interno del quale viene posta una condizione logica. Se la condizione logica è soddisfatta allora l’iterazione termina. Indicheremo diagrammaticamente tale evento con una freccia che esce dal rombo etichettata SI. Altrimenti si ripetono uno o più operazioni elementari fino a che la condizione logica non è soddisfatta. Questo evento viene indicato con un’altra freccia che fuoriesce dal rombo etichettata NO.
1.1.1 Diagramma di flusso della somma
Un diagramma grafico, detto diagramma di flusso , serve per descrivere in modo formale e conciso l’operazione di somma. Il diagramma di flusso della procedura di somma si legge partendo dall’elemento inizio , subito dopo assegnamo ad A il valore 4 e a B il valore 3, che
sono i due numeri che vogliamo sommare. Poniamo C a 0. Tale elemento o variabile sarà quello che terrà il conteggio del numero di volte in cui si somma 1. A questo punto si esegue il test logico per verificare se è vero che il valore della variabile C è uguale a quello della variabile B. Se ciò non è vero si eseguono, in sequenza, le operazioni elementari di incremento ad uno: prima della variabile A e poi la variabile e C. Le ultime tre operazioni si ripetono fino a quando la condizione logica nell’operazione di iterazione condizionata e limitata non risulti vera. In quel caso il diagramma di flusso termina.
1.1.2 Diagramma di flusso del prodotto
Definizione di prodotto tra due numeri naturali: il primo si chiama moltiplicando ed il secondo moltiplicatore. Tale operazione consiste nel sommare moltiplicando un numero di volte pari al moltiplicatore, se il moltiplicatore è diverso da 0. Se il moltiplicatore è 0, il risultato della moltiplicazione è 0. Quando effettuiamo una moltiplicazione tra due numeri con più cifre, non utilizziamo ovviamente la definizione data sopra ma effettuiamo l’operazione in colonna. Anche quando effettuiamo l’operazione della moltiplicazione in colonna, ad ogni passaggio occorre moltiplicare due numeri ad una cifra. Per questo impariamo il prima possibile le tabelline dei numeri. Per realizzare ciascuna di queste somme, possiamo utilizzare il diagramma di flusso della somma. Per evitare di appesantire troppo la trattazione, immaginiamo che l’operazione di somma diventi una delle operazioni elementari e la rappresenteremo in modo diagrammatico ovvero, quando diciamo somma B ad A, si intende che il valore finale di A sarà ottenuto sommando al valore iniziale di A il valore di B.
1.1.3 Diagramma di flusso della sottrazione
La definizione di sottrazione è analoga a quella della somma. Per realizzare il diagramma di flusso della sottrazione utilizzeremo una procedura che viene comunemente applicata nel commercio, ossia il resto (la differenza tra la quantità intera data ed il prezzo della merce). Esso non è calcolato dal commerciante attraverso la sottrazione ma attraverso un conteggio a partire dal prezzo della merce aggiungendo uno, fino ad arrivare alla quantità di denaro consegnata.
1.1.4 Diagramma di flusso della divisione
Dati due numeri naturali, A e B, con B diverso da 0, si dice Q il quoziente della divisione di AxB, il numero di volte che B entra in A. In termini più formali, se vi entra in A significa che possiamo sottrarre B ad A ed ottenere un numero maggiore o uguale a zero. Supponiamo che vi entri in A e poniamo R1=A-B. Se R1 è ancora maggiore o uguale a B, allora significa che B entra almeno due volte in A. A questo punto otteniamo R2=R1-B e ripetiamo il procedimento fino a che non si trova che RQ=RQ-1-B è minore di B. In quel caso il quoziente della divisione è proprio Q. Mentre il termine RQ viene chiamato il resto della divisione. In altri termini, Q è il massimo numero di volte che possiamo sottrarre il B ad A ed ottenere un numero maggiore o uguale a zero.
1.2 Algoritmi e diagrammi di flusso
L’addizione in colonna è possibile grazie alla rappresentazione dei numeri mediante notazione posizionale. La notazione posizionale è stata universalmente adottata proprio perché ci consente di effettuare le operazioni aritmetiche mediante procedimenti di gran lunga più efficienti di quelli suggeriti dalla definizione. La tesi di church-Turing afferma che qualunque funzione, che sia effettivamente calcolabile, può essere calcolata con una macchina di Turing.
diversi Bit in modo che ciascun gruppo possa veicolare una quantità di informazioni più grande. La suddivisione standard è quella di raggruppare i bit in gruppi di 8 ed è in grado di rappresentare 256 valori distinti. Un raggruppamento di 8 bit viene chiamato byte. Una sequenza di 16 bit sono due byte. Se occorre memorizzare numeri più grandi di 255 allora si utilizzano 2 byte ovvero una sequenza di 16 bit. Il numero più grande che si può rappresentare con 16 bit è 65535. Per numeri ancora più grandi o per i numeri con la virgola si utilizzano 4 od 8 byte che corrispondono, rispettivamente, a 32 e 64 bit. Il byte diventa la misura della quantità di memoria ed è utilizzato universalmente per misurare le memorie e le quantità di dati in ogni dispositivo elettronico o sistema di comunicazione. Poiché tutti i dispositivi elettronici utilizzano il sistema binario, si è adottata anche la prassi di indicare i multipli di un byte, utilizzando le potenze di due e associando ad alcune di queste una ben determinata terminologia. 2 alla 10=1024= 1 kilobyte=1 KB 2 alla 20=1048576= 1 Megabyte= 1 MG 2 alla 30= 1073741824= 1 Gigabyte= 1 GB 2 alla 40= 1099511627776= 1 terabyte= 1 TB
2.2 Rappresentazione dell’informazione testuale
La posta elettronica, così come l'elaborazione dei testi e la messaggistica istantanea utilizzano prevalentemente informazione di tipo testuale che viene chiamata alfanumerica. L’elemento di base dell’informazione testuale è il carattere. Un carattere può essere una singola lettera dell'alfabeto oppure un segno di punteggiatura come la virgola o una parentesi. Anche ciascuna delle dieci cifre della notazione posizionale in base dieci è considerata un carattere. Vengono considerati caratteri anche dei simboli che non vengono visualizzati all'interno del testo ma ne influenzano la visualizzazione come lo spazio e accapo. Negli anni 60, l'organismo di standardizzazione americano (ANSI) adottò, come standard per la codifica dei caratteri della lingua inglese, la codifica ASCII che è l'acronimo di American Standard Code for Information Interchange. Tale standard fu poi adottato a livello internazionale. Nella codifica ASCII, ad ogni numero memorizzato in un byte corrisponde un particolare carattere. Dal numero 97 in poi ci sono le lettere minuscole più una serie di simboli. Inserito nello standard 108. Si parte dal 65. A ogni lettera aggiungo 32 per far diventare le lettere maiuscole.
2.3 Rappresentazione dei suoni
Quando scarichiamo un brano musicale, quando guardiamo dei filmati oppure quando registriamo un messaggio, in tutti questi casi ascoltiamo, registriamo e trasmettiamo dei suoni. Il suono è un’onda che si propaga, generalmente nell'aria, generata da un oggetto che provoca una variazione di pressione dell’aria stessa. Ad esempio la corda di una chitarra provoca variazioni di pressione nell'aria che si propagano fino ad arrivare agli organi uditivi. Un microfono, dotato di membrana, registra le variazioni di pressione e le converte in segnali elettrici. Il segnale elettrico si presenta esso stesso come un’onda analoga all'onda sonora. Poi viene misurata l'ampiezza del segnale elettrico e quindi l'ampiezza della variazione della pressione dell'aria. Tale , essendo un numero, viene registrata utilizzando uno o due byte mediante un processo chiamato quantizzazione. La frequenza di campionamento, che è il numero di campioni che viene registrato nell’unità di tempo (in un secondo) si misura in Hertz (HZ). Il suono, così memorizzato, può essere riprodotto con un procedimento essenzialmente analogo ma inverso a quello del campionamento.
2.4 Rappresentazione delle immagini
Una delle applicazioni più diffuse ed utilizzate nel computer riguarda la visualizzazione, registrazione ed archiviazione delle immagini. Un'immagine è rappresentata mediante una struttura tabellare detta matrice. Una matrice ha n righe ed m colonne. Ciascun elemento della matrice rappresenta un colore. Ciascun elemento della matrice viene detto pixel , acronimo di PIcture ELement. Le dimensioni in pixel della matrice rapportate alla dimensione, sullo schermo o sulla carta, dell'immagine, determinano la risoluzione dell'immagine. Più sono grandi le dimensioni della matrice più è risoluta l'immagine. Grazie all'esistenza di algoritmi di compressione dati, è possibile comprimere le immagini abbassandone le dimensioni, consentendo così un risparmio di memoria e un accorciamento dei tempi di trasmissione dell'immagine da un dispositivo ad un altro. Esistono diversi algoritmi di compressione, sviluppati per di più in anni diversi. Ciò ha portato all'esistenza di diversi formati per la rappresentazione delle immagini. Un formato molto diffuso è chiamato JPEG, un secondo è il formato PNG, sviluppato per sostituire il formato GIF.
2.5 Rappresentazione dei filmati
Un filmato , detti anche video , si compone di una parte visuale (le immagini in movimento) e di una parte audio. L'illusione del movimento viene data dal fatto che le immagini vengono proiettate in rapida sequenza: almeno 24 immagini al secondo. In teoria un filmato può quindi essere memorizzato semplicemente come una sequenza di immagini e di utilizzare la stessa codifica di quelle. Nel caso dei filmati le tecniche di compressione del video vengono portate all'estremo. Anche qui si sono succeduti negli anni diversi metodi di compressione. Esiste un gruppo di lavoro dell' organismo di standardizzazione mondiale, l'International Standard Organization, chiamato Moving Picture Expert Group e nel corso degli anni ha elaborato conifica e standard per la compressione dei video.
CAPITOLO 3 - COMPONENTI PRINCIPALI DI UN COMPUTER
3.1 La CPU
La CPU è l'elemento che contiene i circuiti per effettuare tutte le operazioni di calcolo e di lettura/scrittura della memoria e si trova nel computer. Il nome completo è Central Processing Unit. Tale unità, che rappresenta il vero e proprio cervello del computer, viene realizzata mettendo insieme miliardi di componenti elettronici miniaturizzati su di un supporto di silicio di pochi centimetri quadrati. La CPU fa operazioni aritmetiche di somma e differenza, moltiplicazione e divisione tra numeri binari. Ci sono, inoltre, operazioni cosiddette logiche come l’AND, l’OR ed il NOT tra due singoli bit. All'interno troviamo unità dedicate alle operazioni aritmetico-logiche detta ALU. Ci sono operazioni per la lettura e la scrittura in memoria. L'operazione di lettura viene realizzata sia per leggere le istruzioni sia per leggere i dati registrati nella memoria. L'operazione di scrittura serve per registrare le operazioni effettuate sui dati iniziali e per scrivere il risultato finale di un algoritmo. Infine troviamo istruzioni che in risposta a dei test logici saltano ad un'istruzione piuttosto che ad un'altra. Tali operazioni vengono chiamate istruzioni di controllo del flusso , consentendo di realizzare l'operazione elementare di iterazione condizione limitata. La CPU si presenta fisicamente come un elemento rettangolare sottile dove su di un lato sporgono numerosi contatti metallici detti piedini (o pin), per l’interconnessione della CPU con gli altri componenti del computer. Ciascun componente comunica inviando segnali
computer, sia passato che presente ed è noto come Architettura di Von Neumann. Tipicamente, un personal computer o notebook possiede una scheda chiamata scheda madre , nella quale vengono inseriti la CPU, la RAM e gli alloggiamenti per le schede dei dispositivi di input e output.
3.3.1 Memorie di massa
Per memorizzare i dati presenti nella RAM permanentemente, vengono inseriti nel computer dei dispositivi chiamati memoria secondaria o memoria di massa. Sono classificati come dispositivi input e output perché leggono e scrivono i dati della RAM. La principale e più diffusa memoria di massa è il disco rigido o disco fisso o disco , schematicamente visto come un disco metallico ricoperto di materiale magnetico. Tale materiale ha la proprietà di poter cambiare la polarità del campo magnetico se è avvicinato ad una calamita. In questo modo, è possibile memorizzare sulla superficie del disco decine di migliaia di Bit. Un'altra tipologia di memoria secondaria permanente è quella delle memorie flash , anche dette memorie a stato solido. Queste memorie si trovano di solito si trovano negli smartphone, tablet e fotocamere. Sono memorie di tipo elettronico riscrivibili che mantengono i dati anche quando il dispositivo che le ospita è spento. Piano piano stanno sostituendo i dischi rigidi poiché più veloci, più leggere e compatte e non vi sono parti in movimento. Altri dispositivi di memorizzazione di massa sono i dischi ottici. In questi dispositivi, un disco viene ricoperto di una superficie riflettente la luce. Mediante l'impiego di un laser, il materiale riflettente può essere bruciato in modo tale da non risultare più riflettente. Tra i dischi rigidi troviamo il CD, il DVD e i Blu Ray Disc.
3.3.2 Lo schermo
Uno dei principali dispositivi di output nei computer è lo schermo. Uno schermo LCD o LED è composto da una matrice rettangolare di n righe e m colonne. Ogni elemento della matrice dello schermo è chiamato pixel. Un pixel è un rettangolo formato a sua volta da tre elementi ciascuno dei quali può emettere una luce di varia intensità e di un preciso colore. I colori utilizzati sono rosso, verde e blu. Al variare dell'intensità dei tre colori, l'occhio umano percepisce un colore differente, in questo modo si può generare un numero molto grande di colori diversi. Generalmente, un’immagine utilizza per ogni singolo pixel 3 byte. Nel modello dei colori, detto RGB (Red Green and Blue), ciascun Byte rappresenta la gradazione (compresa tra 0 e 255) di uno tra i tre colori di base. Le dimensioni, ovvero il numero di colonne ed il numero di righe, degli schermi sono, generalmente, in un rapporto vicino alla proporzione aurea che è circa 1,618033. Uno standard molto diffuso è quello in cui la proporzione tra numero di colonne e numero di righe è 16:9. C sono schermi HD ready , Full HD e Ultra HD (detto 4K ). Le dimensioni degli schermi si misurano in pollici (un pollice è pari a 2,54cm), dati dalla misura della diagonale. Le misure della diagonale di uno schermo di un laptop sono comprese tra 12 e 15 pollici, quelle di un monitor per un pc da tavolo sono generalmente comprese tra 17 e 24 pollici, mentre per i televisori si può arrivare a 40 o 50 pollici è più.
3.3.3 La scheda video
I dati che rappresentano un'immagine da visualizzare sullo schermo vengono memorizzati nella RAM. Per poter essere visualizzata sullo schermo, i dati dell’immagine devono essere codificati in segnali elettrici da inviare al monitor o ad uno schermo televisivo. Il dispositivo che è incaricato di fare cioè la scheda video. La scheda video viene dotata di una memoria
RAM dedicata, ovvero separata dalla memoria principale, nella quale vengono scritti i colori, relativi ai pixel da visualizzare sullo schermo. La quantità di memoria sulla scheda video determina la risoluzione massima dell'immagine che viene inviata al monitor; la scheda legge questa memoria con una frequenza prestabilita, ad esempio 50 o 60 volte al secondo ed in funzione dei dati letti, elabora ed invia il segnale elettrico al monitor. Con il tempo furono costruite schede video dotate di processori sempre più potenti, in grado di realizzare complessi calcoli di geometria computazionale, come rotazioni, transazioni o ingrandimenti. I calcoli devono poter essere effettuati in pochissimo tempo, se si vuole che i giochi siano fluidi ed altamente interattivi. Tant'è che le schede grafiche moderne vengono chiamate Graphic Processing Unit o GPU (unità di elaborazione grafica). Queste sono in grado di effettuare operazioni di geometria complesse in modo estremamente efficiente anche grazie al fatto che tali operazioni sono altamente parallelizzabili.
3.4 Porte periferiche di input/output
Le più conosciute e comuni periferiche di input sono la tastiera , il mouse , il microfono , la fotocamera , lo scanner e il joystick. Le periferiche di output sono le stampanti e le casse acustiche. La scheda di rete o il dispositivo di connessione Wi-Fi , così come il touch screen sono invece periferiche di input/output. Le porte più utilizzate e comuni su di un PC sono le porte USB (Universal Serial Bus), utilizzate per connettere stampanti, mouse, tastiere, videocamere ed altri dispositivi. La porta Ethernet, dove connettere il cavo per la connessione LAN, è chiamata anche porta RJ45. La porta VGA (Video Graphics Array) serve a connettere la scheda video con un monitor. Lo stesso vale per la porta HDMI (High- Definition Multimedia Interface) per la connessione digitale e l'invio del segnale video ad alta risoluzione verso il monitor.
CAPITOLO 4 - SISTEMI OPERATIVI E RETI
4.1 Sistemi operativi
L'insieme delle attività che faceva l'operatore di sistema venne effettuato da un programma apposito, chiamato sistema operativo [SGG08], che si occupava di gestire i processi e le periferiche di input e output, cercando di tenere attiva la CpU per il maggior tempo possibile. Se un processo richiedeva un'operazione di input e output e se un altro processo era in attesa di essere seguito, allora quest'ultimo veniva mandato in esecuzione. Quando il secondo processo, a sua volta, richiedeva un’operazione di input/output, allora la CPU poteva essere messa a disposizione di un terzo processo e così via. In questo modo l’utilizzo della CPU risultava ottimizzato. Un sistema che opera in questo modo viene detto sistema in multiprogrammazione. Questa idea venne estesa e potenziata, infatti il sistema divide il tempo in tanti intervalli molto piccoli detti quanti di tempo. I sistemi che adottano questo schema vengono detto sistemi a condivisione di tempo ( time sharing system ) o multitasking.
4.1.1 Compiti del sistema operativo
Il sistema operativo ha il compito principale di gestire l'esecuzione di programmi. È in grado di gestire più programmi contemporaneamente e quindi più utenti contemporaneamente. Un altro compito importante è quello di gestire le periferiche di input ed output per conto dei programmi e degli utenti. Infatti il sistema operativo fornisce un'interfaccia standard per l'accesso da parte dei programmi applicativi alle periferiche come il mouse o il video.
E’ un processo di trasformazione, da una sequenza binaria arbitraria ad una sequenza binaria equivalente alla prima, ma di lunghezza minore. I sistemi operativi forniscono programmi per la compressione del file. Interfaccia al file system per le applicazioni Praticamente tutte le applicazioni che devono accedere a un file per lavorare, hanno un set di comandi standard che sono File - Apri e File - Salva con nome.
4.1.3 Interfaccia utente
Con l'aumento della potenza di calcolo della CPU e delle schede video, i sistemi operativi hanno potuto fornire un'interfaccia all'utente basata sulla rappresentazione di icone e finestre, chiamata interfaccia grafica o GUI (Graphical User Interface). La gestione di icone e finestre è possibile anche grazie alla presenza del mouse come dispositivo di input. L'interfaccia grafica viene realizzata mediante la metafora della scrivania o desktop. Nel desktop troviamo delle icone che rappresentano file o cartelle. Il desktop spesso viene memorizzato come una cartella nella memoria di massa. L'interazione con il desktop avviene quasi esclusivamente mediante il mouse, sebbene sia possibile effettuare tutti i comandi anche con la tastiera. Con il mouse possiamo mandare in esecuzione un programma facendo clic o doppio clic sull'icona corrispondente adesso oppure indirettamente facendo clic sull'icona di un file che è stato generato dal programma. Le impostazioni del sistema operativo Esistono una serie di comandi e funzionalità che consentono di modificare e personalizzare il sistema operativo come ad esempio la configurazione delle principali periferiche (la tastiera, il mouse, lo schermo, la stampante, la scheda di rete o Wi-Fi. Inoltre esistono delle funzionalità per installare e disinstallare nuovi programmi, per visualizzare informazioni sul sistema come la versione del sistema operativo, il modello ed il clock della gpu, la quantità di memoria RAM e di spazio libero nella memoria di massa, per impostare l'orologio del sistema ho la lingua di visualizzazione dei comandi del sistema operativo. Tutte queste funzionalità vengono racchiuse in un programma chiamato pannello di controllo o impostazioni in dipendenza del sistema operativo utilizzato o della versione dello stesso.
4.2 Reti
Prima occorreva andare nei locali dove era situata la macchina per poter accedere al computer centrale; con la multiprogrammazione e il multitasking i computer potevano essere utilizzati in modo interattivo da tanti utenti contemporaneamente. Nacquero così, nelle grandi aziende pubbliche e private, i centri di calcolo. Questi erano luoghi dove venivano installati tutti i grandi computer dell’azienda. Per accedere ai computer del centro di calcolo veniva predisposta una rete di trasmissione dati a cui si connettevano i terminali degli impiegati dell'azienda. Piano piano, si passò da un'organizzazione con un unico centro di calcolo contenente pochi grandi computer ad un'altra in cui, pur rimanendo presenti grandi computer centralizzati, ogni dipartimento o filiale aveva una o più unità di calcolo, per le proprie esigenze, chiamate genericamente server dipartimentali. I server dipartimentali erano connessi ai terminali della filiale tramite una rete locale detta LAN (Local Area Network). Spesso erano diverse da filiale a filiale e differivano dalla rete per interconnettere i server dipartimentali con il computer centrale .Quest'ultima rete, più ampia dal punto di vista spaziale, veniva indicata come WAN (Wide Area Network). Grazie alla riduzione dei costi della CPU e della RAM, terminali sempre più potenti ed economici cominciarono a diffondersi capillarmente nelle aziende a tal punto che se arrivo ad avere un personal
computer (PC) su ogni scrivania. Ci doveva essere una rete che fosse in grado di interconnettere tra di loro reti eterogenee, diverse sia per tecnologia che per estensione geografica. Tale rete venne chiamata rete di interconnessione o interconnection network e poi, abbreviando, prese il nome di internet.
4.2.1 Internet
Ancora prima dell'introduzione del computer esistevano le reti telefoniche. Queste reti sono chiamate a commutazione di circuito. Nelle reti telefoniche, quando un terminale deve connettersi ad un altro (quando si compone il numero di telefono), la rete crea un circuito diretto tra i due terminali. Il circuito si instaura connettendo elettricamente tra di loro i due terminali. Questa connessione un tempo avveniva all'interno delle centrali telefoniche, dette anche centrali di commutazione. Solo dopo l’attivazione della connessione era possibile che i due terminali potessero comunicare. La rete internet è detta anche a commutazione di pacchetto. Due terminali che vogliono comunicare si inviano piccoli pacchetti di dati. Un terminale invia un pacchetto specificando l'indirizzo del terminale di destinazione. La rete è composta da terminali particolari chiamati router (instradatori). I router sono terminali di interconnessione tra reti. Una volta che il router riceve un pacchetto da un terminale o da un altro router, lo apre e legge l'indirizzo di destinazione del pacchetto. In base all'indirizzo, il router instrada il pacchetto o al terminale di destinazione, se questo è connesso correttamente, o a un altro router della rete. In base ad informazioni che raccolgono sullo stato delle connessioni in uscita, i router sono in grado di creare e tenere aggiornata una tabella che associa ad un indirizzo di destinazione una porta di uscita, chiamata tabella di instradamento o tabella di routing. Utilizzando la tabella di routing il router decide verso quale porta inviare il pacchetto dati. Ogni terminale sulla rete possiede un indirizzo, chiamato indirizzo IP ( Internet Protocol ). L'indirizzo IP è composto da 4 byte. In genere invece di scriverlo in forma binaria si esprime come una sequenza di 4 numeri (in base 10) separati da un punto. Poiché ciascun numero dell'indirizzo IP è il valore di un byte avremmo che ciascun numero sarà compreso tra 0 e 255 punto al contrario delle reti a commutazione di circuito, la rete a commutazione di pacchetto non ha bisogno di instaurare un circuito prima di inviare dati, cioè la rete è impegnata solo quando un terminale vuole effettivamente inviare dati a un altro terminale. I nomi dei server Si è introdotto un meccanismo per associare ad ogni indirizzo IP un nome. Per fare ciò, esiste un server chiamato DNS (Domain Name Server,) che contiene una tabella con i nomi dei server e relativo indirizzo IP. Così che, dato il numero di un server scritto sulla barra degli indirizzi, il browser per prima cosa interroga il DNS, fornendogli il nome. Il DNS, a sua volta, cerca al proprio interno l'indirizzo IP corrispondente al nome dato e invia tale indirizzo al browser che lo ha richiesto. L'indirizzo IP, così ottenuto, viene utilizzato dal browser per inviare e ricevere dati dal server.
4.2.2 Applicazioni di internet
Le prime applicazioni di internet furono l’accesso remoto con il protocollo telnet e la posta elettronica con il protocollo Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) che è quella che utilizziamo ancora oggi. Un'altra, tra le prime applicazioni, è quella per il trasferimento di file tra terminali, tramite il protocollo File Transfer Protocol (HTTP), che definisce il protocollo di trasferimento di ipertesti. Gli ipertesti sono dei testi strutturati, scritti in un linguaggio formale chiamato Hyper Text Markup Language (HTML). L'insieme dei server che contengono
all'attributo corrispondente alla colonna C. Un insieme di tabelle costituisce una base di dati anche detta database.
5.2 Elaborazione e gestione delle tabelle
I sistemi per la gestione delle basi fidati spaziano quindi dai sistemi industriali e professionali ai prodotti per la gestione di tabelle detti spreadsheet o fogli elettronici (o anche fogli di calcolo ). Questi ultimi consentono di gestire basi di dati semplici utilizzando un'interfaccia intuitiva che richiede un addestramento nullo o minimo al loro utilizzo. Sono quindi adatti per gestire semplici basi di dati costruite da poche tabelle, anche a chi non è esperto di tecnologie relative alle basi di dati o di tecnologie informatiche in generale. Esistono diversi prodotti che gestiscono fogli elettronici, il più diffuso è Excel della Microsoft. 5.2.1 Inserimento e modifica di record e tabelle Excel fornisce all'utente una griglia di elementi chiamati celle disposti in modo tabellare per l'inserimento di record e tabelle. La griglia stessa viene indicata col nome di foglio elettronico o foglio di lavoro o foglio. La griglia è suddivisa in righe e colonne ciascuna delle quali è fornita di un’etichetta. Le righe sono numerate a partire da 1 mentre le colonne sono etichettate utilizzando le lettere dell'alfabeto. Dopo aver selezionato una cella del foglio possiamo inserire nella cella dei valori. Per Excel, ogni valore che viene inserito in una cella appartiene ad un certo tipo di dato. I principali tipi di dati sono: dati tipo testuale (anche detti di tipo alfanumerico ; sono sequenze di caratteri), dati di tipo numerico (rappresentano numeri interi o decimali) e dati informazioni relative a date e orari (per rappresentare dati orari o intervalli di tempo. La presenza di questo tipo di dato risulta estremamente vantaggiosa sia nell'inserimento di lunghe sequenze di date sia per elaborare e confrontare date o orari tra di loro). Quando si immettono valori in una cella, Excel, assegna al valore inserito il suo tipo. Il tipo predefinito è quello testuale o alfanumerico punto se però vengono digitate solamente cifre decimali, allora a quel valore viene assegnato il tipo numerico punto è possibile però assegnare un tipo diverso di dato ad una cella utilizzando il comando Formato celle. Una volta digitato un valore in una cella, prima che questo sia effettivamente in messo, occorre premere il tasto Invio oppure, con il mouse, occorre fare clic su di una cella diversa da quella in cui si sta immettendo il valore. Possiamo infine modificare il valore inserito in una cella facendo in genere doppio clic sulla cella oppure, dopo aver selezionato la cella, modificando la barra della formula che riporta il contenuto della cella correntemente selezionata. Una volta creato, il foglio elettronico può essere salvato con i comandi File-Salva oppure File-Salva con nome. L'estensione dei fogli elettronici è o xls oppure xlsx. Per creare una tabella occorre inserire un'intestazione alla tabella. Ogni cella deve contenere il valore di un singolo attributo del record. Poiché in una singola cella il valore immesso è di un unico tipo, se inseriamo due diversi valori, con tipi di dato differenti, non abbiamo modo di differenziare i due tipi di dato. Non lasciare colonne o righe vuote, infatti la continuità spaziale dei valori di una tabella viene sfruttata in diversi comandi Excel come nell'ordinamento.
5.2.2 Gestione dei dati di un foglio di lavoro
Nei programmi di elaborazione testi siamo in grado di selezionare una porzione del testo per poter effettuare operazioni su di esso come, ad esempio, copiatura o applicazione di una formattazione. In Excel, si selezionano invece gruppi di celle. Nella stragrande maggioranza dei casi la selezione consiste in un rettangolo di celle del foglio di lavoro. È possibile quindi
copiare o tagliare l'area selezionata ed incollarla in un altro punto del foglio. La cella in alto a sinistra dell'area incollata corrisponderà alla cella selezionata nel momento in cui si effettua l'operazione Incolla. È possibile selezionare una o più righe o una o più colonne. Oltre agli usuali comandi Copia , Taglia , Incolla possiamo applicare in questo caso anche i comandi Inserisci riga (o colonna ) o Elimina riga ( colonna ). Per utilizzare il riempimento automatico , occorre selezionare uno più celle e poi con il mouse trascinare il quadratino minuscolo che compare nell'ultima cella della selezione. In Excel è possibile modificare le dimensioni di una cella modificando sia la larghezza della colonna che l’altezza della riga. Ordinamento e filtro Per fare l' ordinamento , selezioniamo l'intera tabella, compresa l'intestazione, e cerchiamo nella barra multifunzione nel tab Home il comando Ordina e filtra. Dopo, selezioniamo il comando ordinamento personalizzato. Poi selezioniamo, dal menù a tendina Colonna , la colonna sulla base della quale vogliamo effettuare l'ordinamento. Quando ci troviamo con tabelle molto grandi, con centinaia o migliaia di righe, può essere difficile trovare la singola riga o l'insieme di righe che ci interessano. Excel mette a disposizione per questo la funzione filtro , in modo da rendere semplicissima la ricerca di record della tabella che soddisfano determinate condizioni.
5.3 Formule e funzioni
Formule aritmetiche Una volta inserita la formula aritmetica in una cella, Excel ne calcola immediatamente il risultato.Una formula aritmetica utilizza gli operatori aritmetici di somma , sottrazione , moltiplicazione (*) e divisione (/). Inoltre utilizza le parentesi tonde. Un' espressione aritmetica è una sequenza di operazioni tra le quattro sopra indicate su numeri. Per indicare ad Excel che stiamo inserendo una formula aritmetica, occorre procedere questa con il simbolo "=". Per poter rivedere la formula ed eventualmente modificarla, si può fare uso della barra della formula in alto sul foglio. Oltre alle operazioni classiche Excel mette a disposizione anche funzioni matematiche come l'elevamento a potenza e la radice quadrata. Formule e riferimenti alle celle Si utilizza all'interno di una formula non il valore effettivo del dato ma il riferimento ad una cella contenente il dato. Questo viene indicato inserendo nella formula le coordinate della cella che si vuole riferire. La modifica dei riferimenti alle celle, durante l'operazione di incolla, è tale che nella formula incollata i riferimenti sono tutti relativi non alla riga originale ma alla riga di destinazione. Riferimenti relativi e assoluti I riferimenti alle celle si chiamano riferimenti relativi , questo perché quando copiamo una cella contenente dei riferimenti relativi e la incolliamo in un'altra cella, tutti i riferimenti relativi vengono modificati. Excel mette a disposizione il riferimento assoluto : quando una formula contenente un riferimento assoluto viene incollato in una cella, il riferimento assoluto non viene modificato. Per impostare un riferimento assoluto, bisogna anteporre il simbolo $ sia all'etichetta di riga che all'etichetta di colonna, nel riferimento ad una cella. Funzioni di aggregazione Molto spesso abbiamo bisogno di calcolare informazioni relative ad un insieme di valori presenti in una tabella. A tal fine Excel ci fornisce delle funzioni di aggregazione. Le funzioni di aggregazioni principali e più usate sono la somma, la media, la funzione conta.numeri e le funzioni max e min. Tutte queste funzioni prendono come argomenti
se questo è negativo. Altre formattazioni ci consentono di indicare un simbolo di valuta davanti al numero o il formato percentuale con il simbolo % dopo il numero. Formattazione dell’aspetto delle celle È possibile formattare l'aspetto delle celle, ad esempio, impostando colori di sfondo della cella, bordi, l'orientamento e l'allineamento sia orizzontale che verticale. È possibile cambiare il font e le sue dimensioni, impostare, come nei programmi di elaborazione di testi, il grassetto, il corsivo e il sottolineato.
5.4.2 Grafici e stampa
Un modo molto conveniente di presentare e analizzare i dati presenti in una tabella è quello di rappresentarli in forma grafica. Selezioniamo l'area relativa alle altezze, comprensiva dell'intestazione e poi dal tab Inserisci , selezioniamo un grafico di tipo istogramma. In questo grafico ad ogni valore della variabile x viene associato un rettangolo la cui altezza è proporzionale al valore della variabile y. Stampa La griglia di celle è estremamente ampia ed Excel è predisposto per stampare la minima area in cui sono presenti i dati nel foglio. Ti offre la possibilità di stampare o tutti i fogli presenti nel file o solo il foglio attivo, correntemente selezionato. Excel consente di stampare anche solo un'area di celle. La funzione per fare ciò si trova nel tab Layout di pagina. Per prima cosa si seleziona l'area contenente le celle che si vuole stampare e poi si imposta l'area di stampa con la funzione suddetta.
CAPITOLO 7 - ELABORAZIONE DEI TESTI
Il World Wide Web nasce ed esplode grazie all'introduzione di un linguaggio formale, l’HTML (Hyper Text Markup Language) fatto apposta per la gestione automatica di testi ed ipertesti. L’HTML o i prodotti per l'editoria elettronica forniscono strumenti complessi e potenti per la creazione e modifica dei testi. Word ci presenta la metafora del foglio di carta o del foglio del quaderno. Il testo viene scritto come una sequenza di caratteri e viene posto su più linee, automaticamente, adattandosi alle dimensioni del foglio. Il cursore , rappresentato da una linea verticale lampeggiante, indica il punto nel quale verrà inserito il successivo carattere digitato sulla tastiera. Il tutto è rappresentato in maniera semplice ed intuitiva.
7.1 Gli elementi di base di un elaboratore di testo
In un elaboratore di testi esistono due elementi fondamentali che compongono la struttura di un documento: il carattere e il paragrafo. Le più importanti e comuni funzioni per la gestione automatica del testo agiscono su questi due elementi. L'elaboratore di testo, sfruttando le capacità di calcolo del computer, ci consente di automatizzare tali attività, consentendoci di effettuarle in pochi secondi con semplici comandi.
7.1.1 Il carattere
Ogni documento può essere semplicemente suddiviso in una sequenza di caratteri. Gli attributi fondamentali di un carattere riguardano il tipo di Font e la sua dimensione. Ci sono le formattazioni relative al grassetto , alla sottolineatura o al carattere di tipo italico. E’ possibile applicare dei colori al carattere, trasformarlo da maiuscolo in minuscolo e
viceversa, possiamo scrivere il testo più in alto o più in basso, rispetto alla linea di scrittura degli altri caratteri e così implementare il testo in apice o pedice. Il gruppo di comandi per tutti gli attributi al livello di carattere è situato nel tab HOME. Esiste una gamma numerosissima di caratteri che possono essere inseriti in Word. Per fare ciò occorre selezionare nel tab INSERISCI, il comando SIMBOLO. In Word esistono alcuni caratteri che hanno come unica funzione il controllo del flusso del testo. Ad esempio lo spazio viene definito come un carattere, infatti esiste un codice ASCII, il 32, per rappresentarlo. Un altro carattere di formattazione nascosto è il carattere di fine paragrafo , indicato come ¶ (piede di mosca). Questo viene comunemente inserito ogni volta che in Word premiamo INVIO (o ENTER) sulla tastiera.
7.1.2 Il paragrafo
Un paragrafo è la porzione di testo compresa tra due caratteri di fine paragrafo. Per selezionare un paragrafo, basta porre il cursore in un punto qualunque del paragrafo. Word ci fornisce funzioni per allineare automaticamente il paragrafo selezionato al centro a destra , a sinistra oppure giustificato. È possibile ridurre il margine destro o sinistro del paragrafo impostando un rientro destro oppure sinistro. Word ci consente quindi di gestire il rientro o la sporgenza della prima linea di un paragrafo. Queste funzioni possono essere facilmente manipolate utilizzando il righello in alto nello schermo. Un altro gruppo di formattazione del paragrafo riguarda gli spazi da lasciare prima, dopo e tra una riga e l'altra del paragrafo, chiamate rispettivamente, spaziatura prima , spaziatura dopo e interlinea. Elenchi puntati e numerati Spesso, all'interno di un testo, occorre inserire un elenco numerato. Word fornisce uno strumento per impostare e modificare in modo semplice e veloce elenchi numerati. Infatti, è sufficiente separare gli elementi dell'elenco in paragrafi distinti tra di loro. Poi, selezionare dal gruppo di comandi Paragrafo il comando elenco numerato. Il cambio della numerazione, l'inserimento o cancellazione di elementi dell'elenco sarà fatto in automatico. Con l' elenco puntato , Word al posto dei numeri inserisci un simbolo, generalmente un pallino nero. Comunque la funzione ci consente di scegliere tra simboli diversi dal pallino nero. Le tabulazioni Word fornisce il tasto di tabulazione per allineare le righe su diversi paragrafi. Tramite il righello, possiamo impostare uno più punti di tabulazione, indicati con i simboli e. Nel primo caso premendo il tasto tabulazione il testo si allineerà a sinistra del simbolo di tabulazione, nel secondo caso al centro e nel terzo caso si allineerà a destra.
7.1.3 Gli stili
Uno stile rappresenta un insieme di caratteristiche che un paragrafo e il testo in esso contenuto deve possedere. Ogni stile ha un nome. Dopo aver selezionato una porzione di testo oppure selezionato uno o più paragrafi, se impostiamo lo stile selezionandolo dal tab HOME allora al paragrafo e al testo saranno applicate tutte le caratteristiche elencate nello stile.
7.1.4 Tabelle ed oggetti
ad esempio, con un elaboratore di testi (Word). Anche i lucidi sono ormai in disuso, se non completamente abbandonati. Si è pensato fosse più conveniente collegare direttamente il computer al proiettore per visualizzare l'insieme dei lucidi creati.
8.1 Struttura di una presentazione
La schermata iniziale di PowerPoint ci presenta, al centro, una diapositiva su cui inserire dei contenuti. Sul riquadro sinistro vengono elencate, in forma miniaturizzata, le diapositive fino a quel momento create. Tale elenco viene indicato col termine riquadro delle anteprime. Il riquadro delle anteprime ci consente, in modo rapido, di selezionare una diapositiva tra quelle create per visualizzarla nel riquadro centrale. Inoltre possiamo cancellare, duplicare o spostare con un semplice click una o più diapositive. Una volta che abbiamo creato una diapositiva, possiamo impostare il layout che è una sorta di schema che ci aiuta a disporre nella diapositiva i diversi contenuti. Esistono delle impostazioni che vengono applicate a tutte le diapositive della presentazione. Ad esempio, è possibile impostare un colore e un motivo nello sfondo, l'intestazione o il piè di pagina di ciascuna diapositiva.
8.2 Inserimento e modifica di contenuti
PowerPoint fornisce una amplissima gamma e tipologia di contenuti da inserire in una diapositiva. Casella di testo e forme Il primo gruppo di contenuti sono le caselle di testo e le forme. La distinzione tra le due non è molto netta. Infatti, la casella di testo viene elencata tra le forme possibili. Ciascuna forma possiede degli attributi che possono essere modificati, consentendo di realizzare una gamma pressoché infinita e di forme diverse. Gli attributi della forma che possono essere modificati sono la posizione e le dimensioni , orizzontali e verticali. Il suo orientamento rispetto all'orizzontale, cioè possiamo ruotare la forma di un angolo arbitrario. Si può impostare il colore , la larghezza , il tratteggio o l' ombreggiatura del contorno della forma. Per le forme nelle quali è definita un'area interna, si può impostare il colore di riempimento , la sua sfumatura oppure si può scegliere un riempimento a trama o a motivo. Si può inserire del testo all'interno della forma. Inoltre si possono applicare ulteriori stili di testo detti WordArt. Immagini, tabelle, grafici ed organigrammi PowerPoint ci fornisce delle funzionalità per inserire tabelle e immagini nelle diapositive di una presentazione. Per l'inserimento dei grafici, powerpoint fornisce uno strumento simile ad un foglio elettronico Excel con il quale inserire i dati del grafico. Una volta inseriti i dati del grafico, possiamo selezionare il tipo di grafico e procedere alla sua personalizzazione. Nelle ultime versioni di PowerPoint c'è la possibilità di inserire particolari oggetti, detti SmartArt. Un oggetto SmartArt può essere definito come una collezione di forme combinate insieme in modo tale da esprimere un particolare tipo di contenuto. Esempi di SmartArt sono processi , cicli o gerarchie. Per rappresentare un processo, le forme in esso contenute vengono allineate e collegate tra di loro in modo sequenziale. Un ciclo può essere visto come un processo nel quale l'elemento finale del processo è connesso al primo elemento. L'oggetto di tipo SmartArt fornisce quindi uno schema già predisposto del contenuto che si vuole rappresentare e facilità l'inserimento di testo e forme nell'oggetto mantenendo nelle sue caratteristiche essenziali ( organigramma ). Allineamenti e sovrapposizioni
Esistono funzioni per allineare un insieme di oggetti lungo direttrici verticali o orizzontali. A volte, abbiamo la necessità di sovrapporre tra di loro delle forme. Powerpoint definisce quindi, per ciascuna forma in una diapositiva, un livello di profondità. Powerpoint fornisce dei comandi per spostare una forma da un livello inferiore a un livello superiore o dal livello più basso di tutti, ovvero in secondo piano, a quello più alto di tutti, ovvero in primo piano. Raggruppamento oggetti Il raggruppamento consente di raggruppare diverse forme in un unico oggetto.
8.3 Preparazione alla presentazione
Powerpoint si è arricchito di un insieme di funzionalità, a supporto della proiezione. Esiste una modalità di visualizzazione delle diapositive, detta di presentazione. Nella modalità presentazione ciascuna diapositiva viene visualizzata a schermo intero. Per passare da una diapositiva all'altra, si può utilizzare il mouse oppure la tastiera (le freccette o il tasto enter ). Se però vogliamo che questo passaggio sia accompagnato da un particolare effetto visivo, PowerPoint consente di applicare a ciascuna diapositiva la transizione della diapositiva. In una diapositiva non è buona norma inserire testi molto lunghi. Powerpoint fornisce lo strumento delle animazioni : possiamo applicare un'animazione ad ogni elemento nella diapositiva. Gli oggetti a cui è stata applicata un'animazione vengono ordinati in una lista. Quando la diapositiva viene proiettata, ad ogni click del mouse viene applicata l'animazione all'oggetto nell'ordine in cui è presente nella lista. Esistono animazioni in entrata , animazioni di enfasi e animazioni in uscita. La differenza è che, in quelle di enfasi, l'oggetto rimane per tutto il tempo visibile nella diapositiva e quando viene animato esegue l'animazione assegnata. In quelle di uscita, l'oggetto rimane per tutto il tempo visibile nella diapositiva e quando viene animato insegue l'animazione e scompare dalla diapositiva.
CAPITOLO 9 - COLLABORAZIONE ONLINE
I centri di elaborazione dati (CED o data center ) sono i luoghi, nelle aziende e nelle grandi organizzazioni, predisposti a contenere le risorse informatiche (l’hardware). Inizialmente un CED conteneva pochi grandi e costosi computer, detti mainframe. Con il passare del tempo e l'abbassarsi dei costi della CPU, della RAM e dei dischi rigidi, vi erano installati sempre più computer più piccoli detti server. Ogni server è composto da una o più CPU ed è equipaggiato con RAM e dischi fissi. Adesso troviamo centinaia di server nei centri di elaborazione dati. Recentemente, grazie alle tecniche di virtualizzazione dei server, si possono ottenere da un singolo server fisico diversi server virtuali. Ciò consente un ulteriore abbassamento del costo dell’hardware, poiché, in molti casi, la creazione di un server virtuale non richiede l'acquisto di una nuova macchina. Inoltre, la gestione dei server e delle applicazioni in esso presenti diventa più semplice e più economica. Grazie agli enormi risparmi economici, all'enorme disponibilità di risorse di calcolo e grazie ad un'enorme quantità di spazio su disco accessibile a costi bassi, oggi è possibile fruire di servizi informatici, il cosiddetto cloud computing. E’ possibile acquistare un intero sito web per pochi euro all'anno. Ci sono alcune aziende che hanno trovato economicamente vantaggioso offrire una gamma di servizi ed applicazioni in modo gratuito all'utente finale. Alcune di queste applicazioni sono la posta elettronica , i Social network , le applicazioni di Instant messaging e i servizi di archiviazione remota. Visto che i costi per offrire tali servizi sono ridottissimi, le aziende trovano vantaggio ad offrirli gratis per vari motivi. Se il
