STRUMENTI DIGITALI PER LA - STRUTTURA DI UN CALCOLATORE COMUNICAZIONE. Corso di Laurea in Scienze della Comunicazione

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1 STRUMENTI DIGITALI PER LA COMUNICAZIONE - STRUTTURA DI UN CALCOLATORE Corso di Laurea in Scienze della Comunicazione

2 SCIENZA DEI CALCOLATORI? 2

3 LA TERMINOLOGIA È BASILARE Imparare una nuova disciplina Le parole rappresentano idee e concetti Usare con precisione un termine significa comprendere l idea corrispondente Comunicare con gli altri Formulare domande (e capire le risposte) Scambiare informazioni tramite vari mezzi , telefono sistemi di help on-line 3

4 LINGUAGGIO APPROPRIATO Acronimi CPU WI-FI P2P WYSIWYG Gergo Cliccare Formattare Postare Metafore Significato speciale a termini di uso quotidiano mouse finestra incollare windows is what you open when you want fresh air from outside 4

5 CONCETTI BASE DELL ICT Le Tecnologie dell'informazione e della Comunicazione, acronimo TIC (in inglese ICT, Information and Communication Technology), sono quelle che permettono di trasmettere, ricevere ed elaborare informazioni. L'uso delle ICT assume crescente importanza strategica per qualsiasi tipo di organizzazione (governativa, educativa, commerciale, finanziaria, dell'informazione, ecc...) permettendo di cancellare o ridurre le distanze che in passato ne hanno limitato l'attività. 5

6 CONCETTI BASE DELL ICT L ICT sono un insieme di tecnologie che forniscono diversi servizi i servizi internet per la ricerca di informazioni, la partecipazione ai social network e la produzione di contenuti; la comunicazione attraverso la posta elettronica, la messaggistica istantanea e la chat; e molti altri ancora la telefonia mobile comunicazione via voce attraverso la rete cellulare, la comunicazione scritta tramite gli SMS (dall'inglese Short Message Service) e gli MMS dall'inglese Multimedia Message Service) e negli ultimi anni anche la trasmissione dati i programmi di produttività permettono di svolgere in modo più efficace, attraverso computer e altri dispositivi come tablet e smartphone, diversi compiti come scrivere, calcolare, disegnare, ecc... 6

7 COMPONENTI DI UN COMPUTER A più elementi Monolitico 7

8 COMPUTER A programma fisso (ascensore, lavatrice, etc) Programmabili 8

9 Questi sistemi molt o diversi fra lor UN MODELLO: LA MACCHINA con uno DI schema VON molto semplice la NEUMANN Questi sistemi molto diversi fra loro possono essere modellati con uno schema molto semplice la macchina di Von Neumann un processore (CPU), in grado di operare elaborazioni di informazioni (segnali elettrici) una memoria, in grado conservare informazioni dispositivi periferici per trasdurre e attuare segnali elettrici verso il mondo esterno collegamenti diretti fra CPU e memoria e fra CPU e dispositivi (e in alcuni casi anche fra memoria e device esterni (Bus) 9

10 CPU E in grado di eseguire istruzioni, in genere piuttosto semplici: p.es: attiva il segnale elettrico che simboleggia uno 0 in un certo componente elettronico; Più comodo (e comprensibile) parlare metaforicamente: mette uno 0 in un registro somma il contenuto di due registri e mette il risultato nel terzo. 10

11 MEMORIA Memorizza segnali elettrici in componenti elettronici. E direttamente accessibile dal processore: ossia esistono istruzioni che possono riferirsi direttamente ai componenti della memoria (p.es. somma il contenuto di una cella di memoria con quello di un altra cella di memoria) memoria centrale o primaria (RAM) Il segnale viene conservato solo fintanto che c è corrente elettrica memoria volatile (cioè non permanente) 11

12 PERIFERICHE Sono i dispositivi che permettono di interagire con il calcolatore input forniscono dati da elaborare (trasdurre) Tastiera mouse output forniscono dati da interpretare nel mondo esterno (attuare) video speaker... input/output entrambe le cose touchscreen memorie di massa (permanenti!) schede di rete... 12

13 BUS Il bus sono collegamenti elettrici fra i componenti funzionali: Occorre stabilire le modalità con le quali si trasmette corrente elettrica sui fili (protocolli o interfacce) p.es. PCI, SCSI, USB, Firewire,... sono ospitati sulla scheda madre 13

14 I CIRCUITI ELETTRONICI DEL PROCESSORE Circuiti elettronici bistabili: due stati possibili, che convenzionalmente indichiamo con i simboli 0 e 1 Non è una limitazione: qualsiasi informazione può essere rappresentata con una sequenza abbastanza lunga di simboli binari (rappresentazione digitale binaria) E molto facile definire le tabelle delle operazioni 14

15 PARTI DI UN CALCOLATORE Mouse Tastiera Schermo "case" (scatola) con memoria RAM, disco fisso, scheda madre, scheda di rete... 15

16 MOUSE Dispositivo di puntamento Rilevazione del movimento della mano rilevamento meccanico, oppure ottico Tasto sinistro per selezionare Tasto destro per operazioni aggiuntive Rotella centrale per scorrimento verticale su un testo 16

17 SCHERMO 17

18 PIXEL Picture element lo schermo è composto da una griglia di punti Risoluzione più pixel per unità di misura (densità) maggiore è la qualità dell immagine bitmap

19 PIXEL COLORATI RGB colori primari: rosso verde blu Sintesi sottrattiva dei colori i colori sullo schermo sono formati da diverse quantità di colori primari 19

20 BOTTONI 20

21 IL BOTTONE È UN RETTANGOLO lati bianchi il simbolo è un triangolo sfondo grigio lati scuri 21

22 FEEDBACK DEL CLICK traslazione in basso a destra di un pixel inversione colore dei lati 22

23 PUNTATORE hot spot definisce la posizione 23

24 MOVIMENTO DEL PUNTATORE Al movimento del mouse, il computer: determina la nuova posizione ri-disegna il puntatore Refresh rate: 30 immagini al secondo 24

25 CLICK SU UN BOTTONE Feedback all utente ridisegna il pulsante dove si trova il puntatore in modalità cliccato Esegue l operazione appropriata 25

26 PREMERE IL BOTTONE 26

27 CASE 27

28 COLLEGAMENTI (PORTE) 28

29 DOVE SI COLLEGANO? 29

30 IDENTIFICARE LE PORTE Le porte più vecchie e ormai poco diffuse sono: porte ps/2 (per mouse e tastiera) porta seriale (usata prevalentemente per modem analogici) porta parallela (usata prevalentemente per le stampanti) porta VGA (monitor analogici) 30

31 IDENTIFICARE LE PORTE (2) Le porte che ne stanno prendendo il posto sono: porte USB (Universal Serial Bus), che sono passate dallo standard 1.0 (1996, 1,5 mbit/s), all'1.1 (1998, 12 mbit/s) alla diffusa 2.0 (2000, 480 mbit/s), mentre è uscita nel 2010 la versione 3.0, con una velocita di 4,8 gbit/s. Utilizzate per una quantità di periferiche sia di input (tastiere, mouse, fotocamere, scanner) che di output (stampanti) porte firewire (IEEE 1394) introdotta da Apple nel 1995, ha una velocita di 400 o 800 mbit/s e viene utilizzata prevalentemente per le videocamere porte video DVI e HDMI, che permettono di collegare un monitor digitale e anche un TV digitale. Lporta di rete (Ethernet) ha subito un'evoluzione. Fisicamente è ugualeda molto tempo: la velocita era di 10 mbit/s, poi e passata a 100 mbit/s e attualmente hanno una velocita di 1000 mbit/s. 31

32 SCHEDA MADRE slot scheda video slot schede di espansione alloggiamento connettore processore disco slot memoria connettori cavi 32

33 CENTRAL PROCESSING UNIT Processore esegue: calcoli, programmi Introdotto intorno al 1980 un singolo chip invece dei più grandi mainframe dell epoca 33

34 CPU Central Processing Unit esegue: calcoli, programmi Capace di miliardi di operazioni al secondo Un singolo chip Multicore 34

35 MEMORIA Dispositivi per mantenere i dati e i programmi La dimensione si misura in Bytes e suoi multipli 1 byte = 8 bit Kilobyte -( KB ) MILLE BYTE Megabyte (MB)un milione Gigabyte (GB)un miliardo Terabyte (TB)mille miliardi Si distingue in memoria principale e memoria secondaria 35

36 MEMORIA PRINCIPALE RAM Random Access Memory Contiene programmi e dati durante l elaborazione Volatile: si perde allo spegnimento del calcolatore, tranne la ROM (Read Only Meomory) ( MB Costosa (in euro al Veloce (tempi di memorizzazione e recupero delle informazioni: alcuni nanosecondi miliardesimi di secondo) 36

37 MEMORIA SECONDARIA Detta anche Memoria di massa Vari tipi di memoria secondaria: ( HD Disco fisso (Hard disk ( CD ) Compact Disk Memorie flash 37

38 MEMORIA SECONDARIA - 2 Permanente (dati mantenuti allo spegnimento ( calcolatore del ( MB Economica (in euro al lenta (CD > HD millisecondi millesimi di ( flash secondo > 38

39 ACCESSO ALLA MEMORIA RAM Lettura e scrittura dati Perde il contenuto allo spegnimento del computer Accesso diretto (detto anche casuale) qualsiasi elemento può essere acceduto direttamente 39

40 ACCESSO DIRETTO (O CASUALE) Qualsiasi elemento può essere acceduto direttamente es: libro in una libreria accesso diretto 40

41 ACCESSO SEQUENZIALE Per accedere ad un elemento occorre scorrere tutti quelli memorizzati prima es: nastri audio e videocassette accesso sequenziale 41

42 DISCO RIGIDO (HARD DISK) Periferica di memorizzazione Memorizzazione permanente conserva i dati se il computer è spento Memorizzazione di massa altissima capacità rispetto alla RAM memorizza programmi e dati quando non in uso Accesso sequenziale 42

43 DISCO RIGIDO (HARD DISK) lo 1 Definire lʼinformation Technology Pila di dischi rotanti e magnetizzabili ciò che è stato scritto o fatto in seguito è stato cancellato insieme alla memoria RAM Sopra volatile. cui si muovono testine magnetiche I crash di sistema non sono frequenti, ma capitano. Salvare frequentemente i le limiterà la quantità di lavoro che dovrete rifare daccapo nel caso che il vostro computer si L accesso sequenziale è dovuto al posizionamento della blocchi. testina sul dato 43

44 SMARTPHONE Gli smartphone sono dei telefoni portatili evoluti che, oltre alle funzionalità telefoniche, dispongono di capacità multimediali (fotocamera/videocamera digitale, radio, GPS, riproduttore audio/video) e computazionali, tanto che possono gestire alcune applicazioni di produttività 44

45 TABLET I tablet sono dei dispositivi simili a un computer portatile senza tastiera. Schermo sensibile al tocco, e una tastiera virtuale. Vantaggio di essere molto più leggeri e maneggevoli rispetto anche ai più piccoli portatili, e una buona autonomia; di contro non sono particolarmente potenti e quindi non e in grado di far girare applicazioni pesanti. I tablet cominciano a diffondersi da quanto Apple ha lanciato l'ipad nel tablet utilizzano sistemi operativi differenti da quelli dei computer, di derivazione da quelli degli smartphone, come ios e Android. 45

46 ALTRE PERIFERICHE 46

47 ALTRE PERIFERICHE Tastiera Mouse Stampante Casse audio e microfono Telecamera 47

48 che meglio si presta alla fruizione di contenuti e che offre maggiori possibilità di cre zione e modi ca dei dati. Smartphone e tablet pesano poche centinaia di grammi e hanno uno schermo pensa per essere toccato con le dita o con speciali pennini. Non c è il mouse, e la dimensio delle tastiere, vincolata alle dimensioni del dispositivo, è per forza di cose piuttos TASTIERE E MOUSE? istockphoto Page title istockphoto

49 TASTIERE E MOUSE? 49

50 SALVARE DATI DA RAM A HD La Ram è volatile perde i dati quando si spegne il computer Fondamentale in casi di spegnimento inaspettato del calcolatore caduta di tensione, tasto power premuto accidentalmente, Etc. salvare molto spesso! Guasti il computer va in crash o non funziona più correttamente rimangono solo i dati sul disco (forse) fare Backup! 50

51 TASTIERA Tasto Ctrl ( Control ) usato in combinazione con altri tasti per eseguire ( dati comandi (NON per inserire Combinazione di tasti denotata come <Ctrl>tasto ad es. PREMERE <Ctrl>-Z per annullare l ultima operazione effettuata 51

52 TASTIERA-2 Tasti <Alt> e <Alt Gr> per caratteri speciali, in combinazione con altri tasti Es. Premere <Alt>-123 per ottenere la parentesi graffa aperta { Es. Premere <Alt Gr>-@ per ottenere la a commerciale (o chiocciola) 52

53 TASTIERA-3 Il Cursore è punto di inserimento dei caratteri nella redazione di un testo (di solito, barra ( lampeggiante verticale Cancellazione a sinistra (freccia verso sinistra) e a destra (tasto Canc ) del cursore Tasti freccia (sinistra, destra, alto, basso) per spostare il cursore su un testo) 53

54 Hardware & Software 54

55 HARDWARE Pezzi fisici di un computer Funzioni cablate implementate con schede, chip, fili e transistor 55

56 SOFTWARE Programmi, o istruzioni, che il computer esegue per implementare le funzioni Dati È un neologismo nato per i computer 56

57 ALGORITMO È un metodo preciso e sistematico per risolvere un problema Gli algoritmi devono essere precisi 57

58 ESEMPI DI ALGORITMO Svolgimento di operazioni aritmetiche Processo di spedizione di una cartolina Ricerca di un numero telefonico Preleivo da un bancomat Scoprire se il mouse ha cliccato su un bottone 58

59 PROGRAMMA Un algoritmo scritto con un particolare linguaggio Attivare un programma: si clicca sull icona corrispondente il computer esegue il programma 59

60 ESECUZIONE Il computer esegue in sequenza una istruzione alla volta esegue alla lettera ogni istruzione 60

61 PROCESSO DI BOOTING Booting: accensione del computer Rebooting: ri-accensione rapida del computer Istruzioni memorizzate in un microchip chiamato boot ROM Deriva da "bootstrapping" 61

62 ASTRAZIONE Estrapolazione di un concetto, un idea o un processo da una situazione specifica Espressa in forma sintetica e generale es: nelle parabole e nelle fiabe la morale è estrapolata dalla storia Evidenzia gli aspetti rilevanti Serve a capire un concetto e trasferirlo 62

63 ASTRAZIONE Estrapolazione di un concetto base, un idea E.s.: la morale delle fiabe Solo alcuni dettagli sono importanti differenza con quelli inessenziali Si applicano a casi più generali 63

64 GENERALIZZAZIONE Permette di riconoscere gli aspetti comuni a più situazioni riassume un idea, un concetto o un processo Es.: verso di rotazione vale per rubinetti, viti Si applica a schemi ricorrenti 64

65 IMPARARE LA TECNOLOGIA Capacità istintive Esperienza esperienza pregressa applicata ai nuovi dispositivi simili I programmi cercano di venire incontro alle nostre aspettative 65

66 INTERAGIRE COL COMPUTER Interfacce coerenti metafore standard operazioni comuni feedback all utente Sperimentazione 66

67 DESKTOP L ambente visualizzato sul monitor quando si accede al personal computer solitamente con immagine di sfondo icone 67

68 METAFORA SOFTWARE Oggetto o idea usata come analogia Metafora del desktop È come stare ad una scrivania archiviare lavori organizzare gli archivi in raccoglitori usare applicazioni somiglia ad oggetti reali (p.e. calcolatrice) programmi per specifici computer 68

69 TIPI DI ICONE applicazioni (programmi) file (documenti) cartelle (directory) 69

70 CONTROLLI A SCORRIMENTO Slider Per impostare un valore all interno di un intervallo "continuo" p.e.: il volume del sonoro, scorrere il contenuto di una finestra trascinare il mouse nella direzione desiderata 70

71 SLIDER 71

72 TIPI DI MENU Menu a tendina si aprono scendendo giù dalla barra Menu pop-up compaiono nella posizione del cursore click con il bottone destro del mouse 72

73 MENU A TENDINA 73

74 SCEGLIERE UN OPERAZIONE Attiva il menu Scorrendo il mouse lungo la lista, il comando prescelto viene evidenziato Cliccare o rilasciare il bottone sul comando evidenziato fa eseguire l operazione Il menu si chiude 74

75 APERTURA DI UNA FINESTRA Per specificare ulteriori parametri dell operazione Indicata con tre puntini dopo il nome dell operazione 75

76 MENU A CASCATA Indicato con un triangolo che punta a destra dopo il nome dell operazione quando selezionata compare un secondo menu possono esserci più menu concatenati a questo punto esegue l operazione prescelta e chiude i menu e le finestre 76

77 C È UNA SCORCIATOIA? Le operazioni dei menu possono avere una scorciatoia da tastiera È la combinazione di un carattere speciale e una lettera Mac: Command Windows: Control (CTRL) è indicata affianco all operazione 77

78 FUNZIONALITÀ STANDARD Sono necessarie per manipolare i dati salva apri stampa Raggruppate in due menu File Modifica 78

79 OPERAZIONI SUI FILE Sono applicate a intere istanze dell informazione Word Processor: l istanza è un documento MP3 Player: l istanza è una canzone Photo Editor: l istanza è una fotografia 79

80 NUOVO DOCUMENTO È una struttura vuota, senza alcuna caratteristica Un documento è caratterizzato dalle sue proprietà altezza e larghezza di una foto digitale numero di caratteri di un testo 80

81 LA FORMA SEGUE LA FUNZIONE Il funzionamento delle operazioni di base è determinato dai compiti che esse svolgono Le interfacce di due programmi possono sembrare molto diverse Anche se le loro funzionalità e i meccanismi operativi sono simili Sfruttare le somiglianze applicazioni simili hanno caratteristiche simili 81

82 USARE UN NUOVO PROGRAMMA Quante caratteristiche di questo software devo imparare per svolgere il mio lavoro? Quali conoscenze pregresse mi servono per usare il programma? Il programma che cosa si aspetta che io faccia? Quali metafore riconosco e vedo? 82

83 INTERFACCE TOCCABILI Schermo piccolo e dita grandi Multitouch Sensori di movimento 83

84 GESTURE Tap Trascinamento Slide Pitch (pizzico) 84

85 LEGGE DI MOORE Il numero di transistor per chip raddoppia ogni anno Gordon Moore, Intel (1965) Dal 1970 ogni due anni 85

86 imac 2000 iphone 2010 Altezza (cm) Larghezza (cm) Spessore (cm) Peso (Kg) Processore (MHz) RAM (GB) HD (GB) Schermo (pollici) orizzontale (pixel) verticale (pixel) Costo ($) 1'

87 numero di transistor i. Legge di Moore: il numero di transistor raddoppia ogni due anni data di introduzione 87

88 IL PENSIERO ANALITICO Usare dati specifici e confronti per dare una base solida alle affermazioni 88

89 CONFRONTO FRA CAMPIONI Roger Bannister (1954) Hichaim El Guerrouj (1999) 89

90 ASSERZIONE NON ANALITICA Il record per la corsa sul miglio è molto diminuito negli ultimi quarant anni 90

91 ASSERZIONE ANALITICA In 45 anni il record mondiale sul miglio : Bannister (primo sotto i 4 ) : El Guerrouj In media un ventenne corre un miglio in

92 FATTORI DI MIGLIORAMENTO Il record di El Guerrouj è un fattore 2 più veloce di una persona normale un fattore 1,07 più veloce del record di Bannister 92

93 CONFRONTO PERCENTUALE Divisione della differenza tra le misure per quella vecchia El Guerrouj è stato il 7% più veloce di Bannister 93

94 CONFRONTO FRA COMPUTER UNIVAC 1 (1951) ASCI Red (1999) il primo computer commerciale quasi addizioni di interi al secondo addizioni in virgola mobile al secondo fattore più veloce dell UNIVAC 94

95 CONFRONTO FRA COMPUTER Tipico portatile di oggi Jaguar (Cray) (nov. 2009) più di un miliardo di operazioni al secondo il fattore 104 più veloce dell UNIVAC operazioni in virgola mobile al secondo fattore più veloce di ASCI-Red (è un super computer tra I più potenti al mondo) 95

96 E SE LE PERSONE MIGLIORASSERO ALLO STESSO MODO? 96

97 PARALLELO DELLE PRESTAZIONI El Guerrouj avrebbe percorso miglia prima di essere visto in movimento Dopo il primo miglio, 11.4 µsec (10-6 ), il suono sarebbe ancora dentro la pistola La luce sarebbe solo 2 volte più veloce di El Guerrouj 97

98 BENEFICI PENSIERO ANALITICO Imparare fatti specifici confrontarli con altri Mettere le cose nella giusta prospettiva 98

99 WYSIWYG What You See Is What You Get visualizzare sullo schermo la pagina così come sarà stampata 99

100 WYSIWYG Testo memorizzato nel computer come una lunga serie di lettere, numeri, caratteri speciali I primi word processor non sapevano mostrare la formattazione gli utenti dovevano immaginare il risultato della stampa 100