Prof Adriani Francesco

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1 Prof Adriani Francesco

2 Il computer e il suo impiego DEFINIZIONE DI COMPUTER Il computer è un apparecchio elettronico in grado di svolgere operazioni matematiche e logiche e di memorizzare informazioni ad una velocità e in quantità superiori a quelle di cui è comunemente capace il corpo umano; nelle sue componenti essenziali esso è costituito da meccanismi di entrata (in gergo tecnico periferiche di input ) e meccanismi di uscita ( in gergo tecnico periferiche di output ) e da un insieme di circuiti e di dispositivi nei quali si svolgono le operazioni di controllo, elaborazione e memorizzazione. 2

3 Tipi di computer I computer possono essere divisi in alcune categorie molto generali, a seconda delle loro caratteristiche salienti, dell'uso che in generale se ne fa, del software e dei sistemi operativi che fanno girare e dell'epoca in cui sono comparse. Le definizioni nel tempo sono molto cambiate e i confini non sono mai così netti. 3

4 Mainframe Negli anni 40 i computer occupavano stanze intere, l'energia richiesta per il funzionamento ed il raffreddamento era elevata e, naturalmente, erano costosissimi; per questo motivo li si tendeva a sfruttare il più possibile e, quindi, l'utilizzo era suddiviso generalmente fra un numero di utenti piuttosto grande. I mainframe oggi sono dei computer non molto più grandi del PC di casa ma, nonostante le dimensioni, questi computer sono molto potenti e possono sopportare centinaia di terminali e utenti connessi. Questi sistemi sono molto onerosi sia in termini di investimento iniziale che di costi di gestione. Pertanto vengono utilizzati nelle grandi aziende, nelle banche, in società di assicurazioni, nella pubblica amministrazione ed in altre strutture che hanno bisogno di una potenza di elaborazione molto elevata per gestire i terminali che gli utenti usano per lavorare. 4

5 Personal computer PerPersonal Computersi intende unmicrocomputereconomico destinato, prevalentemente, a un utilizzo personale da parte di un singolo individuo. Si distingue da unhome computerprincipalmente perché si prestano -grazie alle maggiori risorse hardware e software a disposizione -a utilizzi maggiormente produttivi rispetto a questi ultimi, destinati a un utilizzo ludico o didattico. Dato che la definizione di Personal Computer nacque con la diffusione dei computerpc IBM, oggi per Personal Computer (PC) spesso si intende un computer da essi derivato, ma inizialmente il termine andrebbe riferito a macchine con sistemi operativi e tipi di microprocessori del tutto diversi, quali la prime versioni dell'apple(appleie soprattutto l'apple II). 5

6 Palmari computer di ridotte dimensioni, tali da essere portati sul palmo di una mano. Portatili Uncomputer portatile, più spesso abbreviato inportatile, anche conosciuto comelaptoponotebook, è unpersonal computerdotatodidisplayetastieraintegrato tutto nello stesso telaio caratterizzato da dimensioni e peso ridotti che ne permettono un facile trasporto e quindi un uso in mobilità. In conseguenza alla diminuzione del prezzo verificatasi negli ultimi anni il portatile sta rapidamente sostituendo sempre più il tradizionaledesktopin quanto in grado di offrire, a parità di prestazioni, maggiore comodità anche se a scapito dell'espandibilità. 6

7 Supercomputer dotati di elevatissima capacità elaborativa e distinti dai mainframe perché solitamente destinati ad una singola applicazione come previsioni meteorologiche o simulazioni. Microcontroller elaboratori completi totalmente contenuti in singoli circuiti integrati. 7

8 Architettura di un elaboratore 8

9 All interno del computer Aprendo la cassa di un computer si possono vedere i suoi componenti interni, collegati fra loro con una grande quantità di cavi e fili; si tratta in tutto di una decina di "pezzi" (un po' meno nei computer di marca) fissate a delle staffe sulla parte anteriore del PC si trovano le scatole metalliche dell'hard diske deidriveper floppy e CD nella parte posteriore si trova la scatola dell'alimentazione con il trasformatore elettrico e relativa ventola di raffreddamento al centro si trova un grande circuito stampato chiamatoscheda Madre, che contiene una grande quantità di componenti (fra cui altre schede più piccole, incastrate su degli appositi supporti). 9

10 Scheda madre (Motherboard) La scheda madre fa da supporto e connessione per tutti i componenti interni del computer e contiene inoltre una serie di circuiti (chipset, cache, BIOS) adibiti al controllo delle varie parti. I modelli in commercio sono molte decine e ne escono sempre di nuovi. Spesso nei computer di marca le schede madri svolgono anche le funzioni audio, video e rete (che nei PC assemblati si trovano invece sempre su schede separate). Sulla scheda madre si inseriscono come componenti separati il microprocessore, larame le varieschede di espansione; vi si trovano inoltre le prese per il collegamento dell'hard diske deidriveper i dischi mobili (floppy e CD). 10

11 Scheda madre (Motherboard) 11

12 Microprocessore spesso identificato con lacpu, è il nucleo del computer, si tratta del componente che esegue le istruzioni dei vari programmi e sovrintende al funzionamento dell intera macchina. È il microprocessore che esegue tutti i calcoli, gestisce il trasferimento di dati attraverso la memoria e i dischi e attiva/disattiva i componenti della macchina. Il ritmo di lavoro del microprocessore (e di gran parte dei circuiti del computer) è cadenzato da un segnale elettrico (dettoclock) generato internamente al computer e costituito da rapidissimi impulsi che si ripetono centinaia di milioni di volte per secondo; se il microprocessore è il cuore del computer, il clock è il suo pacemaker. La velocità del clock (e quindi del microprocessore) si misura in MegaHertz(MHz, ovvero milioni di impulsi per secondo) o, recentemente, in GigaHertz(GHz, miliardi di impulsi per secondo). I processori più potenti attualmente in commercio per computer assemblati (autunno 2001) funzionano a 1,7 GHz, ciò significa che sono in grado di compiere quasi 2 miliardi di operazioni elementari ogni secondo; comunque escono di continuo processori sempre più veloci. Talvolta nei computer di marca il processore è direttamente integrato sulla scheda madre, ma di solito viene tenuto come componente separato per dare all'acquirente la possibilità di sceglierne la potenza. È quasi sempre nascosto sotto un dissipatore di calore o sotto una piccola ventola di raffreddamento. Oggi i processori più diffusi fra i PC sono quelli della famiglia Pentium Intel. 12

13 Ram memory (RandomAccess Memory): è la memoria dove vengono conservati i dati in corso di elaborazione (i documenti aperti) e le istruzioni del programma in esecuzione; si tratta di una memoria temporanea che si cancella completamente quando si spegne il computer. I documenti che si creano lavorando al computer (per esempio scrivendo un testo) vengono posti all'interno della RAM e sono trasferiti sul disco (che, contrariamente alla RAM, costituisce una memoria permanente) solo quando l'utente ne richiede espressamente il salvataggio. Per questo motivo, se salta la corrente mentre si sta ancora lavorando, tutto il lavoro fatto dopo l'ultimo salvataggio viene irrimediabilmente perduto con lo svuotamento della RAM. Ma allora perché non lavorare direttamente sul disco facendo a meno della RAM? Dopotutto il disco è pur sempre una memoria. Il fatto è che la lettura/scrittura da disco è enormemente più lenta rispetto alla lettura/scrittura su RAM (sull'ordine delle centinaia di migliaia di volte), perciò se si usasse solo l'hard disk non sarebbe possibile eseguire nessuna operazione in tempi ragionevoli. La capacità della RAM si misura in MegaByte(Mbyte), ovvero milioni di byte(essendo il byte lo spazio richiesto per la memorizzazione di un carattere da tastiera). I computer oggi in commercio partono tipicamente da 64 o 128 Mbyte di RAM. Se la RAM non è sufficiente per contenere tutti i dati necessari, il computer esegue un'operazione dettaswap (baratto), per cui, per liberare spazio, una parte del contenuto della RAM viene temporaneamente ricopiata sul disco e recuperata successivamente in caso di necessità. È chiaro però che questo tende a rallentare tutte le operazioni. Per limitare lo swap è sufficiente aggiungere più RAM. La capacità della RAM e la velocità del microprocessore sono appunto i due parametri che influiscono maggiormente sulle prestazioni della macchina. 13

14 Hard disk o Disco Fisso è la memoria permanente del computer, in cui si conservano tutti i documenti, i dati e i programmi. Viene usato dunque come memoria di immagazzinamento. L'hard disk tipicamente non è visibile dall'esterno (esistono però modelli di hard disk estraibili come le autoradio). La sua capacità si misura in GigaByte (Gbyte), ovvero miliardi di byte. I modelli oggi in commercio superano i 40 Gbyte, ma ne escono continuamente di nuovi e più capienti. Attualmente gli hard disk vengono prodotti secondo due diverse tecnologie: EIDE (EnhancedIntegeratedDrive Electronics) e SCSI (SmallComputer Systems Interface); i primi sono più economici, i secondi sono più veloci. La velocità del disco in genere non influisce molto sulle prestazioni della macchina, a meno che questa non venga impiegata per funzioni che richiedono una frequente lettura/scrittura di dati (questo accade ad esempio per macchine che gestiscono alcuni servizi di rete centralizzati, come la posta elettronica); per un normale PC va benissimo un disco EIDE. La capacità del disco invece ha pochissima influenza sulle prestazioni, a meno che il disco non si riempia completamente (e a quel punto non ci si può scrivere più niente finché non si libera spazio). 14

15 Drive (cd-rom floppy-disk) gli sportelli in cui si inseriscono il floppy disk, o il CD, o qualsiasi altro tipo di disco, sono detti "drives" (da non confondersi con i "drivers" software!). Contengono una testina di lettura/scrittura tramite cui avviene il trasferimento dei dati fra disco e macchina. Il drive per il floppy è ormai un componente standard che non presenta varianti significative, invece i drive per CD esistono in vari modelli che si differenziano soprattutto per la velocità di lettura. Le sigle 20X, 32X, 52X, ecc. indicano la velocità con cui i dati vengono letti da disco (essendo 1X la velocità di lettura dei normali CDaudio), dunque 32X (si legga "trentadue per") indica che i dati vengono letti ad una velocità 32 volte superiore a quella di un normale CDaudio. 15

16 Schede di Espansione si tratta di schede che espandono le funzioni della scheda madre per pilotare dispositivi interni od esterni. La più importante è lascheda videosu cui si connette il monitor. Dalla scheda video dipendono il numero di colori del monitor, la risoluzione massima, la velocità grafica (di giochi, filmati, ecc.) e tutto ciò che riguarda in generale le prestazioni grafiche. Molto diffusa, sebbene non strettamente necessaria per il funzionamento della macchina, è anche lascheda audio, attraverso cui il computer è in grado di produrre o registrare suoni. Per le connessioni dirette alla rete (senza modem) occorre invece dotarsi di unascheda di rete. Infine lascheda SCSI (letto "scasi") consente di pilotare dispositivi che richiedono una particolare velocità nel trasferimento dei dati. Esistono poi numerosi altri tipi di schede, create per funzioni particolari, quali ad es. lascheda di acquisizione videoper collegarsi alla televisione, ad un videoregistratore o ad una videocamera, e molte altre ancora di uso specialistico. 16

17 Bios (BasicInput/Output System):è un componente che fa parte integrante della scheda madre. Il suo scopo è quello di gestire la fase di accensione del computer. Il BIOS conserva in unarom la sequenza di istruzioni di avvio che viene eseguita automaticamente ad ogni accensione del computer. L'operazione di avvio è dettaboot, cioè "allacciarsi le scarpe", e passa per 3 fasi successive: - Test di funzionamento del sistema (verifica dell'hardware), - Attivazione dell'hardware installato, -Verifica della presenza del sistema operativo e suo caricamento. In una piccola memoria RAM (alimentata da una batteria interna) sono conservate le informazioni relative all'hardware installato ed alcuni parametri che possono essere impostati dall'utente (occorre un utente esperto! Si evitino esperimenti col BIOS se non si è sicuri di quello che si sta facendo). 17

18 Rom (ReadOnlyMemory): contrariamente alla RAM, la memoria ROM non esiste in forma di componente separato e individuale, esistono invece numerose piccole ROM incorporate all'interno dei vari circuiti integrati (sulla scheda madre, sulle schede d'espansione, ecc.) come nel BIOS. 18

19 Memorycard/USB flash drive Diffusi in vari formati e con vari nomi (memory card, compact flash, memory pen, memory stick, USB flash drive, USB stick, ) Nati del mondo delle immagini digitali (per fotocamere e telecamere) come supporto interno estraibile Medie dimensioni: normalmente 64 MB 1 GB USB flash drive, USB stick: utilizzabile sulle porte USB di un personal computer Più veloce dei floppy disk, e facilmente trasportabili 19

20 Unità di misura Floppy disk da 3,5 pollici di diametro, capacità 1.44 MB Dischetti ad alta capacità, Iomega Zip ( MB), LS-120 (120 MB) Memory card/usb flash drive: 64 MB 1 GB Hard disk, vari GB di memoria CD-ROM, 650 MB MB DVD, da 4.7 fino a 17 GB di memoria Nastri magnetici, usati solo per funzioni di backup 20

21 Il sistema operativo Cosa è un sistema operativo 1. È un programma (o un insieme di programmi) che agisce come intermediario tra l utente e l hardware del computer: fornisce un ambiente di sviluppo e di esecuzione per i programmi fornisce una visione astratta dell HW gestisce le risorse del sistema di calcolo 2. Software che, tramite l'interfacciautente, consente l'invio di comandi al computer, e che controlla e gestisce tutto il traffico di dati all'interno del computer e fra questo e tutte le periferiche, operando anche come intermediario fra hardwaree softwaredi sistema ed i diversi programmi in esecuzione. Sono sistemi operativi il DOS, Unix, Windows'9x, Mac/OS, CP/M.I tre elementi (computer/processore/scheda madre, il sistema operativo, i software da eseguire) devono essere strettamente compatibili. All'acquisto di un programma, ad esempio, è essenziale controllare che sia compatibile con il sistema operativo installato sul nostro computer, oltre che con la sua configurazione. Un sistema operativo è composto da tre parti: l'interfaccia utente (shell), il file system ed il kernel. 21

22 I Vari Sistema Operativi: Linux Mandrake Ubuntu Suse Mac Os9 Os10 Windows Millenium Xp Vista 22

23 Linux Link esterno Sistema Operativo Gratuito!! 23

24 Apple Machintosh Link Esterno Rivolto a produttori Audio / Video Diffuso in America Molto carino esteticamente Costa un 20 % in più di un PC a parità di prestazioni 24

25 Windows Link Esterno Sistema operativo più diffuso in Europa..viene venduto assieme ai computer Esistono 2 versioni predominanti in commercio: Windows XP Windows VISTA 25

26 Applicativi (1) Ufficio: Scrittura Calcolo Presentazione Memorizzazione e gestione basi di dati Stampa (reale o virtuale) Multimedia: Video Audio Immagini 26

27 Applicativi (2) Giochi Ricerca (enciclopedie) Comunicazione ( messaggistica istantanea) Blog File Sharing Elaborazione dati automatizzate Controllo automatico (reale o simulato) 27