Introduzione informatica

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1 Introduzione informatica Gruppo:Zanotti - Vignati - Dhana

2 1.1 - Informatica - Informazione - Automatico - Sistemi di elaborazione - Componenti di un sistema Hardware - Scheda Madre - CPU - RAM - ROM - Dispositivi INPUT - Dispositivi OUTPUT - Elaboratore Indice Classificazione dei computer - Supercomputer - Mainframe - Minicomputer - Workstation - Personal computer - Reti

3 1.1 INFORMATICA= L'informatica è la scienza che si occupa del trattamento dell'informazione mediante procedure automatizzabili. Il termine informatica deriva dalla lingua tedesca informatik ed è stato coniato nel 1957 da Karl Steinbuch nel suo articolo Informatik: Automatische. Informationsverarbeitung, poi è stato ripreso da Philippe Dreyfus nel 1962 col libro Informatique, contrazione di informazione automatica. In particolare è la scienza che ha per oggetto lo studio dei fondamenti teorici dell'informazione, della sua computazione a livello logico e delle tecniche pratiche per la sua implementazione e applicazione in sistemi elettronici automatizzati detti quindi sistemi informatici. In altri termini è frequentemente descritta come lo studio sistematico dei processi algoritmici che descrivono e trasformano l'informazione ed è quindi punto di incontro di almeno due discipline autonome: il progetto, la realizzazione e lo sviluppo di macchine rappresentatrici ed elaboratrici di numeri (dunque l'elettronica) e i metodi di risoluzione algoritmica di problemi dati (algoritmica), che sfruttino a pieno le capacità di procedimento offerte dalle macchine elaboratrici stesse per l'ottenimento di determinati risultati in output a partire da determinati dati in input. La domanda principale che sostiene l'informatica è dunque: "Come si può automatizzare efficientemente l'elaborazione di informazioni?". L'informatica, assieme all'elettronica e alle telecomunicazioni unificate insieme sotto la denominazione Information and Communication Technology, rappresenta quella disciplina e allo stesso tempo quel settore economico che ha dato vita e sviluppo alla terza rivoluzione industriale attraverso quella che è comunemente nota come rivoluzione informatica. INFORMAZIONE= L'informazione è lo scambio di conoscenza tra due o più persone, all'interno di una comunità o nella società, nonché il significato che le persone coinvolte attribuiscono a tale conoscenza. È ciò che, per un osservatore o un recettore posto in una situazione in cui si hanno almeno due occorrenze possibili, supera un'incertezza e risolve un'alternativa, cioè sostituisce il noto all'ignoto, il certo all'incerto. In altre parole essa riguarda il contesto in cui i dati sono raccolti, la loro codifica in forma intelligibile ed in definitiva il significato attribuito a tali dati. L'informazione è oggetto di studio e applicazione in vari settori della conoscenza e dell'agire umano: sul fronte tecnico è oggetto di studio dell'ingegneria dell'informazione; sul fronte delle scienze sociali l'informazione è oggetto d'indagine delle scienze della comunicazione e in generale della sociologia con particolare riguardo agli aspetti legati alla diffusione dei mezzi di comunicazione di massa nell'attuale Società dell'informazione o Era dell'informazione. AUTOMATICO= Che funziona senza l'intervento dell'uomo SISTEMI DI ELABORAZIONE= Componenti fondamentali 1) Unità di controllo CPU (central processing unit) 2) Unità aritmetico - logica 3) Unità di memoria 4) Unità di ingresso - uscita 5) Collegamento tra le diverse unità UNITA' DI MEMORIA E' un magazzino di informazioni, le quali possono essere immagazzinate (stored), conservate (keep), richiamate (research). MEMORIA CENTRALE MEMORIA ESTERNA o interna o ausiliaria o main memory o di massa Suddivisione in base al tipo di accesso alle informazioni: MEMORIE AD ACCESSO DIRETTO (RAM) il tempo di accesso ad ogni singola informazione è lo stesso per tutte MEMORIE AD ACCESSO SEQUENZIALE si ritrovano le informazioni nello stesso

4 ordine di memorizzazione MEMORIE AD ACCESSO SEMICASUALE (HARD DISK) Suddivisione in base al punto di vista funzionale: REGISTRI dispositivi di memoria con tempo di accesso molto veloce capaci di contenere poche informazioni. Usati come contenitori delle informazioni che devono essere elaborate dalla CPU MEMORIA CENTRALE contiene i dati (elaborati o da elaborare) e le informazioni (azioni da eseguire sui dati). Vi risiede una parte del sistema operativo. COMPONENTI DI UN SISTEMA= Il sistema, nel suo significato più generico, è un insieme di elementi o sottosistemi interconnessi tra di loro o con l'ambiente esterno tramite reciproche relazioni, ma che si comporta come un tutt'uno, secondo proprie regole generali. Le componenti di un sistema possono essere: -parti, statiche o in movimento, riunite in un unico apparato o corpo; -grandezze fisiche, matematiche, numerarie, descrittive, ecc. riunite in un unico sistema di riferimento o di misura, o di classificazione; -metodi e regole che utilizzati insieme caratterizzano un'attività; -elementi strutturali che costruiscono/fondano una rete con i nodi e gli archi. -elementi funzionali per organizzazione e scopo, riuniti in un unico insieme che ne riassume le caratteristiche salienti e persegue obiettivi comuni 1.2 HARDWARE Con il termine Hardware si indica la parte fisica del computer, quindi le periferiche, le parti elettriche, meccaniche, elettroniche ed ottiche. Un hardware è composta da: -Scheda Madre -la CPU -RAM -ROM -dispositivi INPUT -dispositivi OUTPUT Scheda Madre La scheda madre è la scheda elettronica principale del computer che raccoglie in sé tutti i circuiti elettronici e i collegamenti tra i vari componenti interni del pc permettendo così la connessione tra essi.

5 CPU La CPU (Central Processing Unit ) è il processore più importante e complesso del computer e ha il compito di elaborare i dati e coordinare tutte le funzioni che si svolgono in un computer Si può scomporre in: unità di controllo (CU): ha il compito di coordinare tutte le azioni necessarie per l'esecuzione dei comandi impartiti dal processore unità aritmetico e logica (ALU): ha il compito di eseguire i calcoli aritmetici e logici registri:piccola parte di memoria utilizzata per velocizzare l'esecuzione dei programmi fornendo un accesso rapido ai valori usati più frequentemente RAM La RAM (Random Access Memory) è la memoria principale di lavoro del computer. In essa vengono mandati in esecuzione i programmi e vengono elaborati i dati ma quando si spegne il computer, perde tutto il suo contenuto. Per questo viene chiamata memoria volatile. ROM La ROM (Read Only Memory) è la memoria non volatile del computer. Essendo una memoria di sola lettura non si può modificare e contiene le istituzioni fondamentali per il funzionamento del pc. I dati al suo interno si mantengono anche quando si spegne il computer. Dispositivi INPUT I dispositivi Input emettono dati dall'esterno nel computer. I dispositivi input che lo permettono sono: -tastiera -mouse -web cam -scanner -penna ottica -microfono -joystick Dispositivi OUTPUT I dispositivi Output forniscono il risultato dell'elaborazione dei dati, facendoli così fuoriuscire dal computer. Per fare questo si unano dispositivi come: -monitor -plotter

6 -stampante -casse acustiche -sintetizzatore vocale ELABORATORE Elaboratore è un insieme di dispositivi materiali (hardware) e di programmi (software) capace di rilevare informazioni (input), codificarle, elaborarle compiendo operazioni matematiche, di comparazione, di selezione e ordinamento ecc. secondo una sequenza prestabilita da un programma e dare infine un certo prodotto (output). I sinonimi computer e calcolatore elettronico derivano da quelli che sono stati storicamente i suoi impieghi prevalenti. I grandi vantaggi offerti da un calcolatore sono la possibilità di elaborare grandi quantità di dati con grande velocità e precisione, mediante automatismi che evitano penosi lavori ripetitivi, trattando i dati sia con operazioni aritmetiche, sia con operazioni logiche (cioè riunendo, dividendo e smistando i dati secondo certi criteri), sia combinando i due procedimenti. Rientrano tra le possibilità degli elaboratori quelle di memorizzare e ricercare informazioni in grandi archivi e quelle di trasmettere dati in rete, il che consente lo scambio a distanza di dati tra elaboratore e terminali e tra elaboratori. 1.3 LA CLASSIFICAZIONE DEI COMPUTER Una prima classificazione in base all'uso distingue tra computer riprogrammabili per svariate applicazioni dall'utente e computer dedicati ad una sola applicazione specifica come ad esempio i microcontrollori. Un'altra classificazione è basata sull'accesso condiviso o meno alle risorse hardware. Un computer monoutente può essere monotasking oppure multitasking ovvero può eseguire più processi in contemporanea. Ovviamente un computer multiutente è anche multitasking. I SUPERCOMPUTER I supercomputer sono ovviamente strumenti costosi, normalmente di proprietà di società o enti di ricerca che condividono il loro utilizzo tra molti dipendenti/ricercatori. Vista la velocità attuale dello sviluppo tecnologico nel campo dell'informatica e dei microprocessori, di solito perdono l'aggettivo "super" dopo pochi anni dalla loro nascita, superati da macchine ancora più potenti. Attualmente la maggior parte dei nuovi supercomputer in progetto e di quelli in funzione sono basati su cluster di migliaia o addirittura centinaia di migliaia di unità di calcolo non molto più potenti di un buon personal computer, connesse da reti locali ad alta velocità e coordinate da estensioni apposite del sistema operativo adottato. Un parallelismo di calcolo simile è sfruttato da qualche anno a questa parte anche nei computer commerciali con le cosiddette tecnologie multicore. Il parallelismo sempre più massiccio dei supercomputer e in generale delle macchine nate per garantire elevate capacità di calcolo ha stimolato molte ricerche in campo software per esplicitare il parallelismo intrinseco nelle operazioni e nei programmi: queste ricerche hanno portato alla definizione di alcuni linguaggi di programmazione paralleli.

7 I MAINFRAME I mainframe hanno, tipicamente, la capacità di eseguire od "ospitare" sistemi operativi diversi, utilizzando la tecnica della virtualizzazione. Un singolo mainframe può rimpiazzare dozzine o centinaia di server fisici più piccoli, riducendo così i costi di gestione e amministrazione e fornendo nel contempo al sistema livelli maggiori di scalabilità e affidabilità, difficilmente ottenibili con server distribuiti. Anche i sistemi operativi utilizzati nei mainframe tendono a essere ad alta affidabilità e gestione efficiente del carico di lavoro. Utilizzando il sistema operativo z/os, ad esempio, è possibile gestire in maniera efficiente e con garanzie di protezione e isolamento carichi di lavoro diversi utilizzando sofisticate tecnologie. Inoltre, i mainframe possono incrementare la propria capacità elaborativa in maniera dinamica e granulare. I MINICOMPUTER Con l'avvento e la concorrenza dei microcomputer e dei PC e il loro costante progresso, il minicomputer in parte ha subito un processo di trasformazione, trasformandosi in workstation, cioè una versione di personal computer molto potente e con un'architettura fatta su misura per scopi professionali spesso con programmi e sistemi operativi proprietari. Ad oggi, l'idea di un computer di taglia intermedia tra il mainframe e il computer a singolo utente, oggi spesso denominati esplicitamente "midrange systems", si ritrova nel ramo dei computer gestionali, dedicati all'elaborazione di dati aziendali e alla funzione di server, più che ad applicazioni scientifiche. Sistemi di questo tipo sono infatti ampiamente utilizzati come sistemi dipartimentali o per aziende medie o piccole (PMI). WORKSTATION Le armi principali delle workstation risiedono nei processori a 64 bit (indispensabili per compiti che richiedono più di 4 gigabyte di RAM) e nella disponibilità di sistemi multiprocessore. Inoltre, le workstation rivolte all'elaborazione grafica (il CAD ad esempio) devono avere schede video estremamente prestazionali. A differenza delle macchine che sono impiegate come server, sulle workstation si installano i sistemi operativi comuni (nel caso dei computer aziendali o professionali solitamente si sceglie la versione enterprise o professional che, tra le altre cose, permette la registrazione su un dominio). I PERSONAL COMPUTER Dal punto di vista hardware, i più comuni microprocessori utilizzati all'interno dei personal computer sono le CPU compatibili con l'architettura x86. Una differenza fra i primi computer disponibili per autocostruzione e i personal computer veri e propri fu la disponibilità di software già pronto. Nonostante ciò, molti fra i primi utilizzatori di PC erano abituati a scrivere da sé il software. Al contrario, gli utenti di oggi hanno accesso a una larghissima scelta di software commerciale e non commerciale, che può essere fornito pronto per essere eseguito o pronto per essere compilato. Sotto questo punto di vista le applicazioni software tipiche per personal computer sono quelle a uso di un utente comune e comprendono programmi di videoscrittura, fogli elettronici, database, navigatori web, programmi di posta elettronica, giochi e miriadi di altre applicazioni per la produttività personale e gli ambiti applicativi più disparati. I personal computer possono essere connessi a una rete locale (LAN), sia tramite l'utilizzo di un cavo, sia con l'uso di connessioni radio (wireless).

8 Gli attuali personal computer sono spesso predisposti per connessioni ad alta o bassa velocità a Internet, consentendo l'accesso al World Wide Web e a una vasta scelta di altre risorse. Fin dagli anni ottanta del XX secolo, Microsoft e Intel hanno dominato buona parte del mercato dei personal computer con la piattaforma Wintel. Un personal computer è pensato per essere utilizzato direttamente da un utente finale, senza l'intervento di un tecnico informatico specializzato. Questo aspetto è in contrasto con i modelli di batch processing o di time-sharing, che permettono a grandi e costosi sistemi mainframe di essere utilizzati da molti utenti, solitamente in contemporanea, o con i sistemi informatici per l'elaborazione di grandi basi di dati, che richiedono l'operato efficiente di una squadra di tecnici occupati a tempo pieno. RETI Il sistema fornisce un servizio di trasferimento di informazioni, attraverso comuni funzionalità di trasmissione e la ricezione, ad una popolazione di utenti distribuiti su un'area più o meno ampia ed offre la possibilità anche di usufruire di calcolo distribuito attraverso il sistema distribuito in cui la rete, o parte di essa, può configurarsi. Esempi di rete informatica sono le reti LAN, WLAN e WAN la cui interconnessione globale dà vita alla Rete Internet. Le reti di calcolatori generano traffico di tipo fortemente impulsivo ovvero pacchettizzato e asincrono, a differenza della rete telefonica sincrona, e per questo hanno dato origine e usano tuttora la tecnologia della commutazione di pacchetto. Nate come reti dati, a partire dagli anni 2000 le reti informatiche si sono evolute verso reti integrate nei servizi includendo la fonia, tradizionalmente legata alla rispettiva rete telefonica, già con l'avvento dell'isdn e poi con la tecnologia VOIP. Sitografia: -