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Corso di Informatica - Concetti di base - Raffaele Grande - 2005 1 Informatica Telematica Da Informazione automatica Studia le macchine e le procedure.

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Presentazione sul tema: "Corso di Informatica - Concetti di base - Raffaele Grande - 2005 1 Informatica Telematica Da Informazione automatica Studia le macchine e le procedure."— Transcript della presentazione:

1 Corso di Informatica - Concetti di base - Raffaele Grande Informatica Telematica Da Informazione automatica Studia le macchine e le procedure per il trattamento automatico delle informazioni Da Telecomunicazioni + Informatica Studia limpiego delle tecnologie informatiche alle telecomunicazioni

2 Corso di Informatica - Concetti di base - Raffaele Grande Computer Hardware programmabile costituito da + Software Sistema di elaborazione delle informazioni

3 Corso di Informatica - Concetti di base - Raffaele Grande Supercomputer Mainframe Minicomputer Workstation Personal computer Laptop computer o notebook Categorie di computer

4 Corso di Informatica - Concetti di base - Raffaele Grande I supercomputer sono sistemi con enorme potenza e velocità di calcolo e vengono usati per scopi particolari che richiedono la soluzione di complessi sistemi di equazioni matematiche come le simulazioni di fenomeni fisici o i calcoli astronomici. I mainframe sono sistemi di grandi dimensioni con elevatissima capacità di memoria (centrale ed esterna) e potenza di calcolo, sono in grado di gestire centinaia di terminali. I minicomputer sono sistemi di dimensioni inferiori a quelle dei mainframe e possono servire contemporaneamente decine di terminali. Un terminale è composto da una tastiera e un monitor che consentono soltanto di inserire e ricevere dati senza capacità elaborativa propria. In questo caso si parla di terminale stupido

5 Corso di Informatica - Concetti di base - Raffaele Grande I Personal Computer sono sistemi utilizzati da singole persone per attività individuali. Sempre più spesso oggi i PC sono collegati in rete e quindi consentono anche un lavoro di gruppo. Se un personal computer viene utilizzato come terminale di un mainframe, avendo capacità elaborativa propria, viene detto terminale intelligente I notebook o computer portatili sono sistemi molto simili ai Personal computer da tavolo per quanto riguarda le prestazioni, la dotazione di periferiche e i campi di uso, pur essendo molto più leggeri e facilmente trasportabili.

6 Corso di Informatica - Concetti di base - Raffaele Grande Hardware e Software Lhardware è linsieme di tutti i dispositivi fisici (elettrici, elettronici, meccanici, magnetici, ecc.) che costituiscono il sistema Il software è linsieme dei programmi che funzionano sul sistema, utilizzano lhardware e formano un filtro tra utente e hardware

7 Corso di Informatica - Concetti di base - Raffaele Grande Hardware Periferiche di ingresso (Input) Memorizzazione Elaborazione Periferiche di uscita (Output)

8 Corso di Informatica - Concetti di base - Raffaele Grande Tastiera Mouse Scanner Microfono Videocamera Fotocamera Lettore CD ROM o DVD Digitalizzatore vocale Touchpad Track ball Monitor Stampante Plotter Altoparlanti Sintetizzatore vocale Ingresso (Input) Uscita (Output)Ingresso/Uscita (I/O) Modem Drive Floppy Disk Drive Hard Disk Masterizzatore CD ROM o DVD Touchscreen Le principali periferiche

9 Corso di Informatica - Concetti di base - Raffaele Grande Uno schema logico del computer

10 Corso di Informatica - Concetti di base - Raffaele Grande Secondo lo schema di Von Neumann il programma, registrato in memoria centrale, viene letto, decodificato ed eseguito dalla CU (Control Unit) che emette i segnali di controllo verso tutte le altre componenti del sistema: lArithmetic & Logic Unit (ALU), la memoria centrale e le periferiche. CU e ALU costituiscono la CPU (Central Processing Unit) Unità centrale

11 Corso di Informatica - Concetti di base - Raffaele Grande C P U LUnità Centrale di Elaborazione (Unità di Controllo + Unità Aritmetico Logica) è il componente principale di un computer, nei personal computer coincide con il microprocessore La velocità del processore è data dalla frequenza del suo orologio interno (clock) e si misura in MHz (Megahertz = milioni di cicli al sec) La potenza di calcolo di un processore si misura invece in MIPS (Milioni di Istruzioni Per Secondo)

12 Corso di Informatica - Concetti di base - Raffaele Grande C.P.U. & R.A.M. La memoria centrale del computer si indica con la sigla RAM (Random Access Memory) e contiene il programma in esecuzione e i dati coinvolti nellelaborazione Memoria cache La cache (interna o di I livello ed esterna o di II livello) è una memoria ad alta velocità che si interpone tra CPU e RAM per velocizzare il prelievo delle informazioni da parte della CPU. Nella cache vengono mantenuti i dati che, in ogni fase, sono più usati dalla CPU

13 Corso di Informatica - Concetti di base - Raffaele Grande Il ciclo di lavoro della CPU 1.Fetch preleva dalla memoria centrale listruzione da eseguire 2.Decodeinterpreta listruzione prelevata 3.Executeesegue listruzione attivando i segnali di controllo

14 Corso di Informatica - Concetti di base - Raffaele Grande Diversi tipi di memoria Memoria centrale Memorie esterne o di massa R.A.M Random Access Memory R.O.M Read Only Memory Floppy disk 1,4 MB (Magnetico) Hard disk da 20 GB (Magnetico) CD-ROM MB (Ottico) DVD 4-17 GB (Ottico)

15 Corso di Informatica - Concetti di base - Raffaele Grande Caratteristiche delle memorie RAMMemoria di lettura/scrittura Temporanea (volatile) ROMMemoria di sola lettura Permanente Memorie esterne o di massa: Floppy disk Hard disk CD-ROM DVD Contenitori di dati e programmi Permanenti

16 Corso di Informatica - Concetti di base - Raffaele Grande La memoria R.A.M. contiene il programma e i dati coinvolti nellelaborazione in corso e perde tutti i suoi contenuti quando il computer viene spento. Riepilogando La memoria R.O.M. contiene informazioni che il computer deve sempre avere per poter effettuare la fase di avviamento e quindi è permanente e non si può modificare (di sola lettura). Le memorie esterne (dischi) mantengono nel tempo dati e programmi, quindi sono permanenti e di grande capacità.

17 Corso di Informatica - Concetti di base - Raffaele Grande Gerarchia delle memorie Abbiamo sottolineato come in un computer ci siano diversi tipi di memoria: si può stabilire una gerarchia delle memorie che mette in evidenza le loro caratteristiche e le loro differenze di capacità e velocità andando dallesterno verso linterno o viceversa Interno Esterno Registri della CPU Cache interna (I livello) Cache esterna (II livello) RAM Hard disk locale Aumenta capacità *** Diminuisce velocità InternoEsterno Diminuisce capacità *** Aumenta velocità Hard disk su Server di rete

18 Corso di Informatica - Concetti di base - Raffaele Grande La memorizzazione delle informazioni Lunità di misura della capacità di memoria è invece il BYTE costituito da otto bit Nei sistemi digitali tutte le informazioni sono memorizzate in forma binaria in quanto questa è la forma che richiede il minor numero di simboli (due soli 0 e 1) e quindi di stati elettrici dei circuiti (acceso/spento; on/off). I simboli binari sono detti bit (binary digit). Il bit è anche la più piccola informazione possibile in quanto rappresenta la scelta tra due sole possibilità e viene quindi usato come unità di misura dellinformazione. Un esempio di byte è BIT BYTE

19 Corso di Informatica - Concetti di base - Raffaele Grande Codifica delle informazioni Le informazioni coinvolte nei processi di elaborazione, specialmente nelle applicazioni multimediali, sono di tipi diversi: Dati numerici Testi Immagini ferme e in movimento Suoni I vari tipi di informazione sono convertiti in binario (digitalizzazione) attraverso codici diversi che hanno in comune la caratteristica di essere binari In generale un codice è unassociazione tra un significato e un insieme di simboli di un alfabeto. Un codice binario usa un alfabeto di due soli simboli (i bit 0 e 1). Con un tale alfabeto con un bit si possono rappresentare 2 1 =2 informazioni (0 e 1), con due bit 2 2 =4 informazioni (00, 01, 10, 11); con tre bit 2 3 =8, in generale con n bit si possono rappresentare 2 n informazioni diverse.

20 Corso di Informatica - Concetti di base - Raffaele Grande I numeri sono codificati nel sistema di numerazione binario, che utilizza le due sole cifre 0 e 1, con modalità diverse a seconda che si tratti di numeri interi o numeri reali I testi sono codificati con codici standard binari che associano a ciascun carattere alfanumerico un gruppo di bit, ad esempio A ? E così via ………. Codifica binaria delle informazioni (1)

21 Corso di Informatica - Concetti di base - Raffaele Grande Il codice ASCII (American Standard Code for Information Interchange) codifica ogni carattere con 7 bit e quindi, dal momento che 7 bit si possono combinare in 2 7 =128 modi diversi, si rappresentano 128 caratteri diversi: 26 lettere minuscole (a – z) 26 lettere maiuscole (A – Z) 10 cifre numeriche (0 – 9) Segni di punteggiatura (., : ; ? ! …..) Caratteri speciali ( £ $ % & / ( ) ^ = * § + - …………) Caratteri di controllo (caratteri non stampabili) Per esigenze di completezza e di internazionalizzazione : codifica di testi con vocali accentate, in greco, cirillico, cinese, giapponese etc sono stati creati codici più estesi che utilizzano un maggior numero di bit per ogni carattere come lASCI esteso a 8 bit o lUNICODE, inizialmente a 16 bit, e in seguito esteso a 32, di cui lASCII è un sottoinsieme. Codifica binaria delle informazioni (2)

22 Corso di Informatica - Concetti di base - Raffaele Grande Le immagini sono scomposte in punti (PIXEL da Picture Element) ciascuno dei quali, poi, è codificato con un certo numero di bit. E abbastanza evidente che quanto maggiore è il numero dei pixel tanto migliore è la qualità dellimmagine. La risoluzione è data dal numero di pixel in orizzontale per quello in verticale, ad esempio 800X600. La profondità di colore è data dal numero di bit usati per codificare i colori fondamentali di ciascun pixel, ad esempio in una codifica RGB (Red-Green- Blue) 8 bit per il rosso, 8 per il verde e 8 per il blu, per un totale di 24 bit e un totale di colori possibili di 2 24 = Codifica binaria delle informazioni (3)

23 Corso di Informatica - Concetti di base - Raffaele Grande Codifica binaria delle informazioni (4) I suoni sono digitalizzati per campionamento temporale e ogni campione è codificato con un certo numero di bit. Anche in questo caso quanto maggiore è il numero di campioni di suono prelevati in un secondo (frequenza di campionamento) tanto migliore è la qualità del suono. Ogni campione è codificato con un certo numero di bit, più alto è questo numero migliore è la qualità della riproduzione. Il numero di bit necessari raddoppia per la codifica di segnali stereo.

24 Corso di Informatica - Concetti di base - Raffaele Grande Il file Sulle memorie di massa tutte le informazioni sono memorizzate allinterno di una struttura detta file Ciascun file è caratterizzato da un nome, da un tipo, da una dimensione e da una posizione allinterno di una struttura più ampia chiamata file system Un esempio di file system è quello usato dal sistema operativo Windows costituito dallinsieme di cartelle, sottocartelle e file residenti su ciascun disco presente nel sistema.

25 Corso di Informatica - Concetti di base - Raffaele Grande Avremo quindi file di tipo diverso a seconda delle informazioni contenute: Testi Immagini Suoni Video Programmi File di sistema Allinterno di ciascuna categoria si possono avere diversi tipi di codifica che danno origine a formati di file diversi. Oltre che dalla forma dellicona ad essi associata i diversi tipi di file si distinguono anche da una estensione che viene aggiunta al nome: ad esempio per i testi alcune estensioni sono doc, txt, rtf, pdf; per le immagini: jpg, bmp, gif e così via. Informazioni e file

26 Corso di Informatica - Concetti di base - Raffaele Grande Tipi di file Abbiamo già accennato al fatto che, come esistono diversi tipi di informazione, così esistono diversi tipi di file Soprattutto quando si usano o si realizzano applicazioni multimediali è necessario avere dimestichezza con diversi tipi di file Le principali categorie di file sono: File di sistema sys, lib File eseguibili com, exe, bat File di testo txt, rtf, pdf, doc File grafici gif, jpg, bmp, ….. File video mov, mpg, avi, …. File audio wav, mid, mp3, ….. estensioni

27 Corso di Informatica - Concetti di base - Raffaele Grande Compressione dei file Come si è visto sia per le informazioni grafiche che per quelle audio sono necessarie grandi quantità di bit per la loro codifica, questo comporta problemi di capacità per la memorizzazione e di tempo per la trasmissione a distanza di questi file. Per diminuire le dimensioni dei file sono disponibili due sistemi: 1.Uso di programmi di compressione per ridurre le dimensioni dei file che poi, per essere utilizzati, sono riportati alle dimensioni originali (scompattati). Esempio winzip 2.Uso di codici di compressione che codificano le informazioni (audio, grafiche e video) con un minore numero di bit, mantenendo il più possibile inalterata la qualità della rappresentazione. Esempio file mp3 per la musica, mpeg per il video etc.

28 Corso di Informatica - Concetti di base - Raffaele Grande Per indicare la capacità delle memorie e le dimensioni di un file si usano i multipli del BYTE KB (Kilobyte) = 2 10 = 1024 Byte MB (Megabyte) = 1024 KB GB (Gigabyte) = 1024 MB TB (Terabyte) = 1024 GB ………………………. Misura delle memorie

29 Corso di Informatica - Concetti di base - Raffaele Grande Le copie di sicurezza dei dati I contenuti delle memorie possono essere persi per cause accidentali: guasti, virus ecc. E opportuno quindi fare delle copie dei dati importanti. Questa operazione viene spesso indicata col termine BACKUP Per il backup dei dati vengono utilizzati dei supporti di memoria che, a seconda della quantità di dati da copiare, vanno dai semplici floppy disk agli ZIP disk ai CD-ROM e alle unità a nastro magnetico (Data cartridge). Il backup deve essere eseguito ogni volta che i dati sono variati. I dati importanti di unazienda possono essere salvati una o più volte al giorno.

30 Corso di Informatica - Concetti di base - Raffaele Grande Protezione dei dati Per limitare laccesso ai dati solo alle persone autorizzate si può fare uso di password (gruppi di caratteri alfanumerici) che devono essere digitate per accedere alluso del computer o di alcuni archivi in esso memorizzati. Alcune volte alla password può essere abbinato un badge (scheda da inserire in una apposita periferica di lettura) Per proteggere i dati da danneggiamenti dovuti a mancanza di alimentazione elettrica si possono usare dispositivi UPS (Uninterruptible Power Supply o gruppi di continuità) che garantiscono unalimentazione elettrica sufficiente per salvare i dati e chiudere il sistema in modo corretto.

31 Corso di Informatica - Concetti di base - Raffaele Grande I virus informatici I virus del computer sono programmi nascosti, capaci di diffondersi e di replicarsi trasmettendosi da un computer allaltro attraverso i dischi e le reti. Possono provocare effetti fastidiosi o veri e propri danni come la cancellazione dei dati o il blocco del sistema. La difesa consiste nelluso di programmi antivirus che però, per essere efficaci, devono essere continuamente aggiornati. Alcuni tipi di virus: Cavalli di Troia Bombe a orologeria Bombe logiche

32 Corso di Informatica - Concetti di base - Raffaele Grande Software di sistema & Software applicativo Il software di sistema (o di base) non svolge nessuna applicazione particolare ma è indispensabile al funzionamento generale dellhardware con cui è in contatto diretto e offre una macchina virtuale al software applicativo e allutente Il software applicativo esegue specifiche applicazioni (elaborazione testi, contabilità, giochi, ecc.) e utilizza lhardware attraverso il software di sistema

33 Corso di Informatica - Concetti di base - Raffaele Grande Firmware BIOS (Basic Input Output System) Il BIOS, memorizzato nella ROM, svolge le seguenti funzioni principali: gestisce lavvio del computer esegue il POST (Power-On Self-Test) memorizza le impostazioni di sistema riguardanti il processore, la memoria centrale e le periferiche Le impostazioni del BIOS possono essere modificate tramite il Setup del BIOS Il programma di setup può essere lanciato digitando combinazioni di tasti subito dopo laccensione. Comunemente è sufficiente premere il tasto Canc

34 Corso di Informatica - Concetti di base - Raffaele Grande Software Software di sistema Software applicativo Sistema Operativo Drivers dei dispositivi Utilities Produttività individuale Comunicazione Gestione aziendale Applicazioni scientifiche Multimedialità Didattica Studi professionali Giochi Classificazione del software

35 Corso di Informatica - Concetti di base - Raffaele Grande Il Sistema Operativo E il software fondamentale del computer e gestisce tutto il suo funzionamento dallaccensione allo spegnimento. Le sue funzioni principali sono: La gestione delle risorse del computer (unità centrale e periferiche) La gestione dei file (i contenuti delle memorie esterne) La gestione dei programmi applicativi La gestione dellinterfaccia con lutente La gestione della sicurezza

36 Corso di Informatica - Concetti di base - Raffaele Grande Tipi di Sistema Operativo A interfaccia utente testuale (a comandi) A interfaccia grafica (GUI Graphical User Interface) Multitasking in grado di gestire più attività contemporaneamente Multiutente in grado di far lavorare più utenti contemporaneamente

37 Corso di Informatica - Concetti di base - Raffaele Grande Esempi di Sistemi Operativi DOSInterfaccia testuale MonotaskingMicrosoft WindowsInterfaccia grafica MultitaskingMicrosoft UnixInterfaccia testuale MultitaskingBell Laboratories LinuxInterfaccia testuale e grafica MultitaskingOpen source (gratuito) OS 2Interfaccia grafica MultitaskingIBM Mac OSInterfaccia grafica MultitaskingApple

38 Corso di Informatica - Concetti di base - Raffaele Grande SW applicativo Elaborazione testi Tabelle di calcolo Gestione archivi e database Comunicazioni Presentazioni Grafica Giochi Contabilità Gestione aziendale Didattica Studi professionali Desktop publishing Multimedialità E molto altro ancora…… Programmi generici o general purposeProgrammi specifici

39 Corso di Informatica - Concetti di base - Raffaele Grande Installazione dei programmi Normalmente il software viene distribuito su CD-ROM o, recentemente, su DVD. Per utilizzarlo è necessario eseguire linstallazione sullhard disk dove poi il programma rimarrà e potrà essere usato ogni volta che si vuole. Linstallazione copia il programma sullhard disk e crea le condizioni per la sua esecuzione sul sistema operativo in funzione sulla macchina. Le procedure di installazione sono abbastanza standardizzate e guidano lutente passo passo fino alla conclusione delloperazione.

40 Corso di Informatica - Concetti di base - Raffaele Grande Diritti dautore (copyright) del software Quando si acquista un programma non se ne acquisisce la proprietà ma il diritto di usarlo, cioè la licenza duso. Licenza monoutente Licenza multiutente Shareware software distribuito gratuitamente ma soggetto ai diritti dautore, si può usare per un certo periodo di tempo, al termine del quale è necessario acquistarlo. Freeware software completamente gratuito, può essere liberamente copiato e distribuito. Open source software gratuito di cui è disponibile anche il codice sorgente. Gli utenti possono contribuire al suo sviluppo e ampliamento


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