ECDL - Modulo 1 - Concetti base delle tecnologie ICT

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1 ECDL - Modulo 1 - Concetti base delle tecnologie ICT Roberto Albiero

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3 1. Concetti generali 1.1 Hardware, Software, Tecnologia dell Informazione Chi avrebbe pensato, solo quindici anni fa, alla possibilità di poter tranquillamente colloquiare telefonicamente con chiunque si voglia, magari nello stesso momento in cui si sta ammirando il panorama dalla vetta di una montagna alpina, o prendendo il sole su un isolotto disabitato in mezzo al mare e, tra una telefonata e l altra, ascoltare solo la musica che preferiamo o, perché no, vedere l ultimo film in programmazione. L avvento del telefono cellulare, degli MP3, dei DVD e di tutti i nuovi dispositivi ed attività prodotti in quest epoca di sviluppo tecnologico, hanno introdotto dei cambiamenti nelle nostre abitudini di vita, costringendoci, per poter svolgere la nostra attività o migliorare il comfort ambientale, a utilizzare nuovi strumenti e comprendere nuovi termini, il cui significato non sempre è conosciuto da coloro che abitualmente utilizzano lo strumento od il servizio indicato da quel termine. Vediamone alcuni. Hardware è una parola composta di due termini della lingua inglese, hard (duro), ware (merce), e significa attrezzo o ferramenta. Esso identifica le parti fisiche di un personal computer, ovvero tutte quelle componenti elettroniche, meccaniche, elettriche, magnetiche ed ottiche, che gli consentono di funzionare. Generalmente indica anche un qualsiasi componente fisico di una periferica o di un apparecchiatura elettronica. Software è un termine la cui origine risale alla seconda guerra mondiale e si riferiva alle istruzioni riguardanti l interpretazione della posizione dei rotori interni dell apparato crittografico tedesco Enigma che, per motivi di sicurezza, erano scritte su pagine facilmente solubili, e che per contrasto con hardware (che indicava la componente meccanica), furono chiamate software. In ambito informatico questo termine indica un programma o un insieme di programmi, che permettono ad un elaboratore di poter funzionare nel suo insieme ed interagire con il suo utilizzatore umano svolgendo le funzioni da lui richieste. Con ICT (acronimo per Information and Communications Technology) si intende l incontro dell informatica 1 con la telematica 2 per la creazione e gestione di nuovi modi di trasmettere l informazione. Le tecnologie dell informazione comprendono le reti (di elaboratori), l architettura aperta (multipiattaforma), la multimedialità (dal latino medium - "mezzo" inteso come mezzo di comunicazione, significa che per comunicare un'informazione ci si avvale di molti mezzi di comunicazione di massa diversi (media) quali filmati, immagini statiche, musica e testo. 1.2 Tipi di computer Esistono diverse categorie di computer, suddivise secondo la potenza e l'utilizzo; tra loro si possono individuare alcune categorie di riferimento quali: Mainframe, ovvero grandi computer usati in grandi aziende, nelle banche e ovunque ci sia bisogno di gestire una complessa e delicata rete di computer e apparecchiature, per la gestione centralizzata di tutto il sistema. 1 Con il termine informatica, derivante dalla compressione dei termini francesi inform(ation electronique ou autom)atique ed utilizzato per la prima volta da Philippe Dreyfus nel 1962, in origine si intendeva la gestione automatica dell'informazione mediante calcolatore. Attualmente è la scienza che si occupa della conservazione, dell'elaborazione e della rappresentazione dell'informazione. 2 Con il termine telematica si indica l associazione tra le metodologie e le tecniche delle telecomunicazioni e dell'informatica per realizzare l'elaborazione a distanza delle informazioni. ECDL - Modulo 1 - Concetti base delle tecnologie ICT 1

4 Network computer, sono in grado di elaborare i dati autonomamente (quindi non sono terminali stupidi), ma non possiedono unità di immagazzinamento come Hard Disk. Il caricamento del sistema operativo e delle applicazioni avviene esclusivamente tramite rete. Anche il caricamento e il salvataggio dei dati elaborati avviene tramite rete. Lo spazio su disco è loro fornito da un computer centrale attraverso un collegamento via cavo, senza il quale i network computer non potrebbero comunque funzionare. Personal Computer (brevemente PC) sono i normali computer da casa o da ufficio. Si usano per lo più come elaboratori di testo (word processor), per reperire o gestire informazioni (Internet, basi di dati), come strumenti da ufficio (amministrazione, programmi gestionali), per la comunicazione ( ), per la grafica o i giochi. Laptop o computer portatili sono usati da chi deve spostarsi spesso per lavoro avendo sempre il proprio computer a portata di mano. Sono dotati di una batteria che consente una certa autonomia per lavorare anche durante gli spostamenti. I modelli più recenti, di peso e di spessore sempre minori, sono detti anche Notebook. A parità di potenza, il PC portatile è molto più costoso dei normali PC a causa dei componenti elettronici che lo compongono: essi, anche se identici a quelli di un PC, sono miniaturizzati e ottimizzati per un minore consumo di energia. La maggior parte dei laptop utilizza uno schermo a cristalli liquidi (LCD) e come periferica di puntamento un touchpad; i modelli più vecchi (fino a tutti gli anni novanta) utilizzavano una trackball o una specie di piccolo joystick. Palmari (Palmtop o Pocket PC o PDA - Personal Digital Assistant,) nascono dall'evoluzione delle agende elettroniche tascabili. Oltre alle normali funzioni delle agende questi dispositivi sono dotati della capacità di collegarsi e sincronizzare dati con i personal computer, sia con un collegamento a infrarossi che con una connessione seriale/usb. Inoltre spesso è possibile caricare programmi appositamente sviluppati che permettono di aggiungervi le più diverse funzionalità: foglio elettronico, client di posta elettronica, giochi, riproduttore MP3 ecc. Infine alcuni palmari integrano o possono collegarsi a dispositivi esterni (telefono cellulare, GPS) aumentandone le possibilità d'uso. Ultimamente i palmari stanno diventando sempre più potenti e accessoriati e alcuni modelli integrano in sé direttamente la connettività telefonica GSM o GPRS o EDGE o UMTS, e quindi sono in grado di fare anche da telefono cellulare in modo autonomo; in questo caso vengono definiti smartphone. La loro funzionalità è gestita da un sistema operativo, il più comune è il Symbian (della Symbian Ltd ed è utilizzato nell 80% degli apparati in vendita), gli altri sono il Palm OS (sviluppato dalla PalmSource), Windows Mobile (Microsoft), BlackBerry (RIM- Research In Motion, creato con lo scopo di agevolare la messaggistica ), BREW (Qualcomm) e Linux. 2 ECDL - Modulo 1 - Concetti base delle tecnologie ICT

5 1.3 Componenti principali di un personal computer Un computer non è altro che l'implementazione pratica, di una macchina di Turing 3, secondo l'architettura ideata da von Neumann 4 il cui schema si basa sulle seguenti componenti fondamentali: C P U Unità di Input Output Unità logica ed aritmetica ALU Memoria principale Unità di controllo CU CPU (Central Processing Unit) o unità di lavoro che si divide a sua volta in: - Unità di calcolo o ALU (Arithmetic and Logical Unit), - Unità di controllo CU (Control Unit), Unità di memoria, intesa come memoria di lavoro o memoria principale (RAM, Random Access Memory), Unità di input e/o output, tramite le quali i dati sono inseriti nel calcolatore per essere elaborati e, successivamente, possano essere restituiti all'operatore. Quindi tutti i computer hanno almeno una CPU, una certa quantità di memoria RAM di lavoro e una certa quantità di memoria non volatile (in cui i dati contenuti sono memorizzati in modo permanente, ovvero non saranno persi in mancanza di alimentazione elettrica) in cui è contenuto il programma da eseguire all accensione del computer stesso. Se detto programma è l'unico che la macchina esegue è definito firmware; se, invece, serve a caricare il sistema operativo vero e proprio in memoria di centrale si definisce loader o BIOS se assolve anche altre funzioni oltre a questa. In genere questi componenti si trovano fisicamente insieme nello stesso circuito integrato o sulla stessa scheda elettronica, chiamata scheda madre o mainboard. All'interno della CPU vi è una certa quantità di memoria, detta memoria Cache, necessaria a sopperire alla bassa velocità di trasferimento dati del Bus di collegamento fra CPU e Memoria (rallentando troppo la CPU quando deve scambiare i dati con la RAM); in questo tipo di memoria sono caricate le informazioni elaborate più di frequente. Per eseguire i programmi un computer deve poter comunicare con l'esterno, al fine di reperire i programmi da eseguire, le informazioni da elaborare, appoggiare temporaneamente i dati parziali dell elaborazione (liberando la memoria RAM e velocizzando il tempo di esecuzione) e trasmettere i dati elaborati; per questo sono sempre presenti anche un certo numero di interfacce verso vari dispositivi di Input/Output (con riferimento alla CPU) quali tastiera, mouse, tavoletta grafica, scanner, web-cam, monitor, stampanti, plotter, unità disco, unità nastro, modem (e comunque apparati di trasmissione dati/fonia), ecc. 3 il matematico britannico Alan Mathison Turing ( ), immaginò una "macchina" o "automa" - esistente unicamente a livello teorico - con la quale dimostrò formalmente la possibilità di eseguire qualsiasi algoritmo: una procedura di calcolo o, più in generale, la sequenza delle operazioni necessarie per risolvere un problema in un numero finito di operazioni. (la "macchina" universale di Turino - Marcello Guidotti - 4 John von Neumann (Budapest, Ungheria, 28 dicembre Washington, USA, 8 febbraio 1957) matematico ungarostatunitense, una delle personalità scientifiche preminenti del XX secolo cui si devono fondamentali contributi in campi come teoria degli insiemi, fisica quantistica, economia, informatica, teoria dei giochi, fluidodinamica e in molti altri settori della matematica. ECDL - Modulo 1 - Concetti base delle tecnologie ICT 3

6 1.4 Prestazioni di un computer Le prestazioni di un computer dipendono sia dalle caratteristiche dell hardware utilizzato, sia dai vari software installati che dalla modalità di utilizzo dello stesso. Dal punto di vista dell hardware un fattore determinante è costituito dalla CPU (costituita da circuiti contenenti milioni di transistor ed altri componenti elettronici) e dalla sua velocità, cioè la sua capacità di eseguire uno o più cicli di calcolo al secondo. Questa è la cosiddetta velocità di clock, ed è espressa in Hertz o cicli al secondo. Le attuali CPU dei personal computer raggiungono e superano ormai i 3 Gigahertz, sono cioè in grado di eseguire più di 3 miliardi di operazioni il secondo. La velocità di clock è regolata da un oscillatore al quarzo inserito all'interno della stessa CPU. Dato che i programmi, per essere eseguiti, devono essere caricati nella memoria di lavoro RAM (così come i dati da elaborare), si intuisce che la quantità di memoria a disposizione influisce direttamente sul tempo di esecuzione di un lavoro in quanto tutto ciò che serve per un elaborazione è presente in essa, compreso lo spazio necessario a contenere i dati parziali o in fase di trasformazione. Tra la CPU (ovvero tra sue componenti), che deve eseguire i calcoli, e la memoria Ram, che contiene i dati in utilizzo, esistono dei collegamenti chiamati BUS, in cui transitano i dati stessi. Questi BUS sono rappresentabili come un autostrada a più corsie; in ognuna di queste corsie transitano i bit (che compongono l informazione) paragonabili ad un automobile. Più corsie sono presenti nell autostrada, più automobili possono transitare, così più linee di connessione compongono i BUS, più bit (dati) possono essere scambiati in un determinato periodo temporale. Considerando che la quantità di memoria RAM a disposizione non è infinita, che un programma può elaborare una grande mole di dati e che possono essere eseguiti più programmi contemporaneamente, è necessario utilizzare delle aree di appoggio temporaneo, su un unità periferica come l hard-disk, per quei dati la cui presenza in memoria di lavoro non è necessaria in modo continuativo. In questo caso le prestazioni complessive di un elaborazione dipendono dal tipo d interfaccia (BUS) tra hard-disk e CPU, dalla velocità di reperimento dei dati sull hard-disk (velocità di rotazione e tempo di accesso delle testine) e dalla quantità di spazio, temporaneo, riservato ad ogni singolo lavoro (programma) in esecuzione. Per quanto riguarda il software bisognerebbe evitare di installare quelle applicazioni che sono sempre attive (quindi sempre presenti in memoria centrale) le quali, utilizzando tempo di CPU sottraggono risorse ad altri programmi. In alcuni casi è possibile evitare inutili appesantimenti a scapito delle prestazioni (ad esempio non istallando quei programmi con immagini ed animazioni che rendono lo sfondo del nostro monitor (wallpaper) più accattivante ma che assorbono una grande quantità di risorse). Purtroppo, con l avvento dei virus, worm, spyware ecc. si rende necessario utilizzare alcune applicazioni, sempre attive che, rilevando ed eliminando queste particolari intrusioni, impediscono loro di influire negativamente sulle prestazioni. Ovviamente è preferibile chiudere i programmi non in uso in quanto, la riduzione a icona della finestra di un programma software non interrompe l'uso della memoria e del processore del computer da parte del programma specifico. La connessione a Internet, l'ascolto di musica e l'esecuzione di ricerche di virus utilizzano molte risorse di sistema, di conseguenza si consiglia di programmare le scansioni antivirus e l'uso di altri strumenti di sistema per un orario in cui il computer non è in uso. Si consiglia inoltre di disattivare il collegamento a Internet, quando non è necessario. Le prestazioni del nostro computer sono influenzate anche da una gestione non ottimale dello stesso come il mancato svuotamento del cestino. I file all'interno del Cestino occupano spazio su disco e possono rallentare le operazioni dei programmi. Un ulteriore errore da evitare è quello di salvare i file, soprattutto quelli multimediali, sul desktop; se necessario è preferibile utilizzare i collegamenti. 4 ECDL - Modulo 1 - Concetti base delle tecnologie ICT

7 Considerando il fatto che la cancellazione di un file non cancella realmente i dati, ma rende disponibile lo spazio sul disco ad ulteriore riutilizzo e che, la successiva scrittura di nuovi dati, può iniziare in una di queste aree disponibili e continuare su altre frammentando il file in molti tronconi sparsi nel disco (rallentando, così, le prestazioni del computer), è consigliabile, in base all attività svolta, programmare l esecuzione di particolari programmi di utilità del sistema operativo per ripulire l unità disco e ricompattare i file in esso contenuti. 2. Hardware 2.1 Unità centrale di elaborazione L elaborazione delle informazioni (processing) è affidata alla CPU (Central Processing Unit: unità centrale di processo), che è composta da ALU (Arithmetic and Logical Unit: unità aritmetica e logica) e CU (Control Unit: unità di controllo). Un insieme di elaborazioni sequenziali in corso (indipendente dagli altri insiemi di elaborazioni in corso) si chiama processo. Memoria di massa Unità centrale Periferiche di input Memoria centrale Periferiche di output Ad esempio: tastiera / mouse Processore Ad esempio: monitor / stampante Unità di controllo Unità Aritmetico-logica Quando la CPU riceve delle informazioni, esse sono composte sia da istruzioni che dai dati veri e propri. Le informazioni, presenti nei supporti di memoria di massa (dischi, floppy, nastri, ecc., non sono utilizzabili prima di averle caricate in memoria. ECDL - Modulo 1 - Concetti base delle tecnologie ICT 5

8 La CU ha il controllo su tutte le operazioni di trasferimento dei dati: li carica dalle periferiche alla Ram o dalla Ram alla Cpu o dalla Rom alla Cpu e li colloca, un po' alla volta, dentro particolari locazioni di memoria chiamate registri. I registri sono piccole parti di memoria utilizzati per velocizzare l'esecuzione dei programmi fornendo un accesso rapido ai valori correntemente in uso in una determinata parte di un calcolo. Program Counter (PC) Unità di Controllo Registro di stato (PS) Registro Istruzioni (RI) Bus Interno Registri Generali (8 o 16) Unità Aritmetico / Logica Registro Indirizzi di Memoria (RIM) Registro Dati Memoria (RDM) Registro di Controllo (RC) Vi è un registro che contiene l'istruzione da eseguire, un altro che indica dove si trova la prossima istruzione da eseguire e in base all'istruzione in fase di esecuzione alcuni dati dovranno essere caricati in appositi registri, ognuno avente un uso molto specifico, ma tutti quanti si occupano di inviare il dato all'alu, che lo elaborerà. Vi sono registri specificamente studiati per contenere numeri sui quali va effettuata una divisione, oppure per le moltiplicazioni, oppure per altre funzioni molto complicate; anche volendo sarebbe impossibile scendere nei dettagli, perché ogni singolo processore ha una propria struttura ed è diversa da quella di tutti gli altri processori (specie se appartengono a case produttrici differenti). Le regole utilizzate dall'alu per processare i diversi dati ( ad esempio i passi, o le sequenze, per ottenere una somma, una moltiplicazione, ecc.) sono dette algoritmi. Un algoritmo non fa altro che attivare delle porte logiche attraverso le quali passano i singoli bit. Immaginiamoli come fossero dei canali in cui passano i segnali elettrici; il valore sarà 1 (vero) quando il segnale è presente, 0 (falso) quando è assente. Concludiamo dicendo che il transito dei dati avviene dalle periferiche alla memoria, dalla memoria alla Cpu, dalla Cpu alle periferiche, dai registri della Cu all'alu. Ciò che rende possibili questi transiti sono dei canali chiamati Bus. Sia le periferiche che la memoria e la Cpu, sono collegate a tre tipi di bus: - Bus di indirizzi attraverso il quale la CPU decide dove andare a scrivere o a leggere informazioni (sia le locazioni di memoria che le unità periferiche sono divise in zone, ognuna delle quali ha un dato indirizzo); - Bus dati: vi transitano le informazioni. È usufruibile da tutti i componenti del sistema, sia in scrittura sia in lettura; - Bus di controllo: coordina le attività del sistema; tramite esso, la CPU decide quale componente può far transitare le informazioni di pertinenza sul bus dati in un determinato momento, chi può leggere l'indirizzo sul bus indirizzi, in quali celle di memoria si può scrivere e quali leggere, etc. Sia la memoria che le altre componenti comunicano con la CPU attraverso un unico bus condiviso e controllato dalla CPU stessa per evitare conflitti e collisioni. 6 ECDL - Modulo 1 - Concetti base delle tecnologie ICT

9 2.2 Memoria centrale Particolare della memoria in nuclei di ferrite dell'elaboratore ELEA 6001 (Olivetti) degli anni '60 (foto D. Natale, 1994). 1 K di memoria occupava lo spazio di una piastra quadrata di circa 20 cm di lato e 1 cm di spessore. Un nucleo di ferrite, cioè un bit, era grande circa 1 millimetro. Le memorie Ram e Rom, insieme, formano la memoria centrale, ovvero dove sono immessi i dati che possono essere elaborati dalla Cpu. Esiste anche la memoria di massa, ovvero quel tipo di supporto dove sono registrate le informazioni per il loro mantenimento; essa è rappresentata dalle unità dischi, dai CD-ROM, dalle unità a nastro o qualsiasi altro dispositivo similare. Però, i dati in essa contenuti, per essere elaborati devono essere trasferiti in memoria Ram, per questo, la memoria di massa, non rientra nella definizione di memoria centrale tipi di memoria Memoria Rom (Read Only Memory), memoria a sola lettura. Contiene informazioni di base, senza le quali il sistema operativo e il resto del software di base non potrebbero far funzionare la macchina. Infatti, ogni componente (hard disk, scheda grafica...) necessita di una serie di istruzioni (programmi) ben preciso, atto a farlo funzionare correttamente e restituire un input o un output. L'insieme dei programmi che rendono possibile l'input e l'output di base si chiama Bios (Basic Input/Output System: sistema di base per l Input e l Output). Esistono le seguenti variazioni di memoria Rom: PROM Programmable Rom: si può programmare una sola volta. EPROM Erasable Prom: è cancellabile, quindi si può anche riprogrammare EEPROM Elecrtically Eprom: riprogrammabile elettricamente. Il fatto che alcune Rom siano programmabili o addirittura riprogrammabili non deve trarre in inganno: sono i loro produttori ad alterare i dati in esse contenute, utilizzando dei particolari dispositivi di cui un utente normale non dispone. Memoria Ram (Random Access Memory), memoria ad accesso casuale. Si dice volatile, perché il suo contenuto è cancellato allo spegnimento del computer. Se la corrente viene a mancare improvvisamente, tutto il contenuto della Ram si perde. Una Ram può essere considerata come un magazzino dove si conservano temporaneamente le informazioni che devono transitare dalla Cpu alle periferiche o viceversa. ECDL - Modulo 1 - Concetti base delle tecnologie ICT 7

10 Questa memoria è strutturata in quattro aree: o o o o Input Storage Area (area di immagazzinamento degli input) - qui sono conservati i dati ottenuti dalle periferiche. Working Storage Area (area di magazzino di lavoro) - qui sono conservati i dati intermedi, che sono già stati parzialmente elaborati. Program Storage Area (area di immagazzinamento per i programmi) - qui sono conservate le istruzioni del processo in fase di elaborazione. Output Storage Area (area di immagazzinamento degli output) - qui sono conservati i dati risultanti dall'elaborazione, che devono essere inviati a qualche periferica come output. Memoria Cache questo tipo particolare di memoria, utilizzata per velocizzare le operazioni svolte dalla CPU, contiene i dati utilizzati più di frequente da quest ultima. È suddivisa in due parti o livelli: il primo livello (L1) è integrata nel chip (Consolidated Highly Integrated Processor) del processore e, quindi, è accessibile in modo quasi istantaneo risultando velocissima; il secondo livello (L2) è inserita nella mother board (scheda madre) ed è 4 o 5 volte più lenta della cache di primo livello. Entrambe sono molto più costose della memoria RAM che, rispetto a loro, risulta essere circa 30 volte più lenta. Indirizzi di memoria Sia la memoria Ram che la memoria Rom, vanno immaginate come un grandissimo armadio diviso in tantissimi scomparti. Su questi scomparti è appiccicata un'etichetta identificativa. Quando il computer ha bisogno dei dati che vengono dalla tastiera deve sapere esattamente dove si trovano. Noi, magari, quando abbiamo bisogno di un determinato oggetto, possiamo anche cercarlo, aprire diversi scomparti finché non lo troviamo; ma il computer funziona in modo diverso e se sbagliasse non se ne renderebbe conto. Quelle etichette che ci siamo immaginati, si chiamano indirizzi di memoria. Un computer non può prelevare un dato dalla memoria se non conosce il suo indirizzo di memoria. Misurare la memoria Ciò che indica al computer quali operazioni eseguire e su quali dati, sono milioni di microscopici interruttori chiamati Bit (Binary Digit cifra binaria). Dipendentemente dal loro stato, che può essere aperto o chiuso, essi sono rappresentati con 1 o con 0. Ovvero sfruttano un sistema numerico su base due anziché su base dieci come il nostro. Valore binario Valore decimale Valore in byte Simbolo byte byte kilobyte Kb megabyte Mb gigabyte Gb terabyte Tb Noi utilizziamo il sistema decimale, mentre le macchine sono in grado di lavorare solo con il sistema binario. Poiché, preso singolarmente, uno solo di questi bit non ha alcun senso, essi sono considerati in gruppi di 8 definiti byte, ed il cui valore è espresso dalla somma dei valori espressi dal singolo bit considerando che: la lettura dei bit che compongono il byte avviene da destra (meno significativo) verso sinistra (più significativo), questo vale anche per i byte, quando sono più di uno; il valore del singolo bit (quando il suo stato è attivo, ovvero quando non vale zero), dipende dalla sua posizione all interno del byte ed è doppio rispetto al valore del bit a lui precedente. Per comprendere meglio quest ultimo concetto fare riferimento ai seguenti schemi: 8 ECDL - Modulo 1 - Concetti base delle tecnologie ICT

11 8 bit formano un byte Bit più significativo Bit meno significativo All interno di ogni casella è riportato il valore del bit, che essa rappresenta, quando il suo stato è diverso da zero. Sommando i singoli valori ( ) si ottiene 255 a cui, aggiungendo anche lo zero, abbiamo 256 possibili valori ottenibili Bit più significativo Bit meno significativo Come abbiamo appena visto un bit può avere solo due stati, 1 o 0, ma un intero byte, secondo lo stato dei suoi bit, può formare ben 256 combinazioni diverse (2 8 ) con le quali si possono esprimere tutte le lettere dell alfabeto, i numeri e molti simboli quali / (, :!? ^ * ecc. Dato che la comprensione di valori binari è alquanto difficile, ed essendo il byte (8 bit) l unità minima per rappresentare un valore alfa/numerico a noi comprensibile, con l evoluzione dei sistemi informatici (hardware e software), nacque la necessità di creare un sistema che permettesse di realizzare una sorta di linguaggio comprensibile sia all uomo (che ha la necessità di dire alla macchina cosa deve fare e come nonché di comprendere i risultati ottenuti), che all hardware ovvero ai suoi circuiti logici che, basandosi sul sistema binario, utilizzano, per la propria funzionalità, l algebra booleana 5. Per questo motivo fu realizzato il sistema di rappresentazione a base 16, ovvero il sistema esadecimale che utilizza 16 simboli invece dei 10 del sistema numerico decimale tradizionale A ( 10 ) B ( 11 ) C ( 12 ) D ( 13 ) E ( 14 ) F ( 15 ) In questa tabella, i numeri decimali da 10 a 15 sono stati sostituiti con le prime 6 lettere dell alfabeto. Queste costituiscono le cifre aggiuntive (rispetto al sistema decimale) del sistema esadecimale. Il sistema esadecimale offre un modo alternativo di rappresentare numeri binari impacchettati in byte. Per esempio, prendiamo il numero binario e convertiamolo in esadecimale: i primi 4 bit corrispondono alla cifra 2 e gli altri 4 corrispondono alla lettera B. Quindi il numero binario equivale al valore 2B. I file contengono record di dati, immagini o suoni che, comunque, sono composti da un numero variabile di byte (da poche decine in poi). 5 George Boole ( ) matematico irlandese è il fondatore della teoria della logica matematica. Ha ideato una forma di algebra per rappresentare quantità logiche ed ha studiato le operazioni che possono essere effettuate su queste quantità. ECDL - Modulo 1 - Concetti base delle tecnologie ICT 9

12 Le directory e/o le cartelle possono contenere almeno un file; le loro dimensioni sono determinate dal loro contenuto. Logica ed algebra di BOOLE Il collegamento concettuale tra i circuiti digitali (binari) e la logica matematica è rappresentato dall algebra di Boole. La logica booleana è la base teorica per la progettazione dei circuiti per gli elaboratori digitali, essa include un insieme di operazioni per manipolare le variabili logiche booleane. La variabile booleana e le tre operazioni fondamentali. La variabile booleana è un entità che può assumere solo due valori distinti ed arbitrari (vero/falso, alto/basso, 1/0). Con le operazioni della logica di Boole si trasformano una o più variabili booleane producendo altre variabili, il cui valore dipende dai valori delle variabili originali. Ciascuna operazione è caratterizzata da una tabella, detta tabella di verità, che indica i valori risultanti da tutte le combinazioni delle variabili di input. Operazione di negazione: NOT L operazione NOT ha una variabile di input ed una variabile di output. Il valore della variabile di output è l opposto di quella di input: Operazione di congiunzione: AND L operazione AND ha due o più variabili in input ed una sola variabile in output. Il valore della variabile di output è 1 se tutte le variabili di input sono ad 1, altrimenti è 0. Chiariamo il concetto con un esempio: ho fame, vorrei andare al ristorante (purché abbia i soldi per pagare il conto); in questo caso le variabili di input sono la fame ed i soldi, quella di output il ristorante. Fame Soldi Ristorante 0 (no) 0 (no) 0 (no) 0 (no) 1 (si) 0 (no) 1 (si) 0 (no) 0 (no) 1 (si) 1 (si) 1 (si) Operazione di disgiunzione: OR L operazione Or ha due o più variabili in input ed una sola variabile in output. Il valore della variabile di output è 1 se almeno una delle variabili di input è ad 1, altrimenti è 0. Esempio: per mettermi l impermeabile è necessario che piova, sia freddo od entrambe le cose. pioggia freddo impermeabile 0 (no) 0 (no) 0 (no) 1 (si) 0 (no) 1 (si) 0 (no) 1 (si) 1 (si) 1 (si) 1 (si) 1 (si) 2.3 Periferiche di input Le periferiche di Input sono quelle apparecchiature deputate all inserimento delle informazioni all interno del computer affinché la CPU le utilizzi o come comando da eseguire ovvero come dati da elaborare. Tra esse troviamo: 10 ECDL - Modulo 1 - Concetti base delle tecnologie ICT

13 La tastiera è la principale unità di input deriva direttamente dalla tastiera in uso nella vecchia macchina per scrivere è appositamente studiata per poter immettere dei dati per mezzo della pressione manuale dei tasti. Di solito le tastiere sono nazionalizzate, ciascuna lingua adotta un set di caratteri dell'alfabeto, oltre ai numeri, punteggiatura e alcuni caratteri detti di controllo. Il posizionamento dei tasti sulle tastiere dipende sia dal paese di destinazione, che in base ai diversi modelli. Il mouse è un dispositivo di input che invia al computer l informazione selezionata tramite un indicatore sullo schermo chiamato cursore cui è trasmesso lo spostamento del mouse sulla scrivania. È dotato di uno o più tasti ai quali possono essere assegnate varie funzioni. Le trackball sono una specie di mouse rovesciato: la pallina, che nei mouse tradizionali si trova a contatto con un piano di lavoro, nelle trackball è posta in alto e va ruotata con le dita per spostare il puntatore sullo schermo. La comodità del trackball è che non va spostato sul piano della scrivania. Il touchpad è una piccola tavoletta di forma rettangolare dotata di una superficie sensibile al tatto e di tre bottoni: ad ogni movimento del dito sulla superficie corrisponde un analogo movimento del cursore sullo schermo del computer; per cliccare è sufficiente premere uno dei bottoni o battere sul piano della tavoletta con la punta del dito. Le tavolette grafiche, nel funzionamento, sono simili al mouse in quanto spostando la punta della penna sulla superficie della tavoletta, si provoca lo spostamento del cursore sullo schermo. Sono utilizzate soprattutto per il disegno artistico, a mano libera e per il fotoritocco, come ausilio per la creazione di disegni e schizzi. La penna ottica serve a leggere, convertire e trasmettere i codici a barre alle specifiche applicazioni che lo richiedono. Uno Joystick è un oggetto elettronico di varie forme (generalmente quella di un impugnatura) con più o meno tasti funzionali, in grado di far eseguire dei movimenti al protagonista o al cursore in un gioco. Il microfono è un dispositivo utilizzato per raccogliere i suoni, trasformarli in segnali elettrici e, tramite il collegamento ad un apposita scheda, di inviarli al computer. Una webcam è una telecamera di ridotte dimensioni che non dispone di un proprio sistema di memorizzazione delle immagini, ma trasmette semplicemente ciò che riprende in forma digitale, attraverso un interfaccia, a un computer. Una fotocamera digitale è una macchina fotografica che utilizza, al posto della pellicola fotosensibile, un sensore in grado di catturare l'immagine e trasformarla in un segnale elettrico analogico che, tramite un chip, viene trasformato in dati digitali memorizzati, in vari formati su supporti di memoria e, tramite collegamento USB, trasferibili nel computer. Lo scanner è la periferica di input in grado di acquisire immagini da superfici piane (in genere fogli di carta o foto) che, tramite appositi programmi, sono memorizzate nel computer come immagini o testo modificabile. ECDL - Modulo 1 - Concetti base delle tecnologie ICT 11

14 2.4 Periferiche di output Le periferiche di Output sono quelle apparecchiature deputate a ricevere sia le richieste di intervento, che le risposte alle istanze dell operatore, da parte del Sistema Operativo e/o le informazioni prodotte dai programmi in esecuzione, trasformandole in un formato comprensibile all utilizzatore umano (stampe, immagini, suoni/musica). Il Monitor è l interfaccia principale con cui l operatore umano è in grado di controllare l attività del computer. Originariamente erano costituiti da tubi catodici (CRT), attualmente sono sempre più diffusi gli schermi piatti a cristalli liquidi (LCD). Per specifiche applicazioni possono essere utilizzati monitor sensibili al semplice tocco delle dita (in questo caso diventano periferiche sia di input che di output). Le Stampanti si distinguono in base alla modalità di stampa: - ad aghi: ormai obsolete perché rumorose, molto lente, producono stampe di bassissima qualità ed utilizzano speciali moduli continui di carta. Usano una testina ad aghi che batte su un nastro inchiostrato, come nelle vecchie macchine per scrivere. - laser: simili, nella tecnologia di stampa, alle fotocopiatrici, hanno un ottima qualità di stampa e stampano molto velocemente ed in modo silenzioso. Sono adatte per grossi volumi di lavoro - a getto d inchiostro: La stampa avviene spruzzando sulla carta un sottilissimo getto d inchiostro liquido. Più lente e con qualità di stampa leggermente inferiore, sono più piccole ed economiche che quelle laser. - thermal-wax: esclusivamente a colori e poco diffuse. Una testina passa sulla carta provocando delle piccole bruciature; fra testina e carta è presente un foglio di poliestere cerato. Nei punti in cui la testina ha prodotto calore, la cera si fonde e si solidifica sulla carta formando un punto. Questa operazione è ripetuta per ognuno dei colori base: nero, rosso, giallo e blu. Stampa molto lenta di elevatissima qualità ma a costi elevati. - sublimazione: simili alle precedenti ma, dove la testina produce un forte calore, la sostanza colorante diventa gassosa e macchia la carta speciale. La stampante trae il nome da questo processo di sublimazione (passaggio di una materia dallo stato solido a quello gassoso). Questa tecnologia non produce punti sulla carta ma superfici colorate, la testina è capace di variare il proprio calore, ottenendo percentuali diverse di sublimazione e, quindi, di colorazione. Tutte le diverse combinazioni di colori sono prodotte con sfumature sovrapposte in diverse gradazioni, con un risultato molto simile ad una normale fotografia a colori. - plotter: usano dei pennini ad inchiostro per disegnare su fogli di grande formato. Servono per il disegno tecnico e sono usati perciò negli studi professionali e nei centri di progettazione tecnica. Gli Altoparlanti (casse audio o cuffie) servono a diffondere il suono, generato da una scheda audio, la vera periferica di input/output, che ha il compito di tramutare il dato digitale nel suono, analogico, percepibile dall orecchio umano. 2.5 Periferiche di input/output Alcune tipologie di periferiche sono contemporaneamente sia di input che di output; questo significa che il dato può essere sia prelevato che trasmesso. Normalmente sono le unità di memorizzazione, come di seguito elencate, ma anche quegli apparati necessari al collegamento in rete o ad interagire con il sistema informatico. 12 ECDL - Modulo 1 - Concetti base delle tecnologie ICT

15 Il floppy disk nasce alla fine degli anni 60 in casa IBM per contenere il software necessario ai mainframe della serie 370. Esternamente il floppy disk si presenta come un contenitore di plastica quadrato contenente un dischetto sottile e flessibile, da cui il termine floppy, di materiale sintetico in cui sono memorizzati i dati in un insieme di tracce circolari concentriche ognuna delle quali è poi suddivisa in un certo numero di settori. L'hard disk è stato inventato dall'ibm nel È costituito da una serie impilata di dischi rigidi, hard (normalmente di alluminio), ricoperti di materiale magnetico su cui una serie di testine di lettura/scrittura (una per ogni superficie dei dischi) flotta a brevissima distanza grazie alla pressione dell aria creata dall alta velocità di rotazione dei dischi stessi. Rappresentano la memoria di massa sono caratterizzati dalla capacità (centinaia di Gb), tempo di accesso (impiegato dalle testine per posizionarsi e reperire un dato; si esprime in ms) e velocità di trasferimento (direttamente proporzionale alla velocità di rotazione ed alla densità di scrittura), che definisce la quantità di dati letti (o scritti) in un secondo. Il CD-ROM nasce, per la memorizzazione dei dati informatici, agli inizi degli anni 80. Si tratta di un disco di materiale termoplastico ricoperto da un sottile strato di materiale metallico su cui, un laser, incide dei buchi che sono le informazioni da conservare. L evoluzione tecnologica ha permesso, prima, di poter utilizzare più volte detto supporto riscrivendoci sopra (CD-RW: Compact Disk-ReWritable), poi aumentando la quantità dei dati memorizzabili (DVD Digital Versatile Disk). Questo tipo di disco ottico, date la notevole quantità di dati memorizzabili (attualmente il DVD contiene circa 5 gigabyte di informazioni), sta soppiantando il floppy disk. L unità zip è un hard disk rimovibile con supporti simili a floppy disk leggermente più grandi, generalmente utilizzato per il backup e il ripristino dei dati di importanza critica e/o grandi quantità di documenti. I nastri magnetici sono usati dagli amministratori di grandi sistemi di computer per creare periodicamente copie del contenuto degli hard disk (backup) per salvare i dati in caso di guasto dell unità disco. La lettura/scrittura è effettuata in modo sequenziale (ciò può comportare lo scorrimento di tutta la bobina per individuare un determinato file), quindi molto lenta. La pen drive è un'unità di memorizzazione di massa portatile che, tramite la porta USB si collega al personal computer. Al suo interno è utilizzata una memoria di tipo flash 6. Date le ridotte dimensioni, la versatilità e facilità d utilizzo, sta diventando il tipo di unità preferita per il trasporto fisico dei dati; la velocità di trasferimento dei dati (upload e download) è, seppur inferiore a quella delle componenti che costituiscono la memoria cache o quella centrale, superiore a quella dei CD e DVD. La scheda audio ha il compito di sintetizzare i suoni da inviare alle casse acustiche (riproduzione - output) o di registrare i suoni (campionamento) acquisiti da una fonte esterna (microfono, lettore CD, ecc. - input). Il modem (da MOdulatore/DEModulatore) serve a convertire i dati dal formato digitale (computer) a quello analogico (linea telefonica) e viceversa. Si comprende che, questa apparecchiatura, è utilizzata per il collegamento in una 6 La memoria flash è una memoria riscrivibile di tipo EEPROM, ove è possibile immagazzinare dati e conservarli anche in assenza di alimentazione. È un circuito elettronico che, privo di parti mobili, risulta resistente, leggero e di ridotte dimensioni. La prima flash memory fu creata da Intel nel 1988 con il nome di NOR flash; successivamente la Toshiba realizzò la sua memoria flash basata su tecnologia NAND risultando notevolmente più veloce, meno costosa e di dimensioni inferiori (seppur con capacità di immagazzinamento dei dati superiori), rispetto alla precedente. ECDL - Modulo 1 - Concetti base delle tecnologie ICT 13

16 rete geografica (computer o reti di computer molto distanti tra loro) o in INTERNET. A seconda del tipo di linea telefonica a disposizione possiamo definire i seguenti tipi di modem per pc: standard con velocità di trasferimento dati di 56 Kbps (Kbyte per secondo) occupando la normale linea telefonica (il collegamento tramite modem costituisce una telefonata); ISDN che raggiungono i 128 Kbps utilizzando una linea ISDN, Permettono l uso contemporaneo del telefono sacrificando metà della velocità di collegamento (64 Kbps); ADSL che raggiungono i 20 mbps (teorici perché dipendenti dalle caratteristiche fisiche della linea telefonica), utilizzando una linea ADSL che, garantendo un collegamento in rete permanente, non interferisce in nessun modo col telefono. Il touch screen (schermo sensibile al tocco) è un dispositivo che consente all'utente di interagire con il computer toccando lo schermo. Le stampanti multifunzione sono progettate per eseguire compiti addizionali, come scansioni, fotocopie e, talvolta, inviare fax. Le stampanti multifunzione hanno il vantaggio, rispetto alle stampanti tradizionali, di fornire funzionalità aggiuntive, senza richiedere l'acquisto di strumenti separati. Possono essere stampanti a getto d inchiostro o laser. 2.6 Dispositivi di memoria Confrontare i principali tipi di dispositivi di memoria in termini di velocità, costo e capacità. Nel precedente paragrafo sono già stati, sommariamente, elencati i più comuni dispositivi di memorizzazione dei dati utilizzabili con il personal computer; ora vediamo di confrontarli tra loro in termini di velocità, costo e capacità. Il floppy disk pur avendo un basso costo (poche decine di centesimo di euro) è ormai in disuso (tanto che negli ultimi tipi di pc portatili non è più presente) a causa della limitata quantità di dati immagazzinabili (fino a 1,44 Mbyte) e la velocità di lettura/scrittura molto bassa rispetto a quella degli altri dischi. Le unità Zip sono dei dischi removibili (quindi con elevata velocità di lettura/scrittura) somiglianti a dei floppy disk un po' più grandi e leggermente diversi nella forma. Hanno capacità di registrazione dati da 100 a 750 MByte. Prodotti esclusivamente dall azienda che li creò hanno un costo superiore alla decina di euro e sono consigliabili a chi ha necessità di frequenti salvataggi di grosse mole di dati. Se aggiunti esternamente al PC, sono collegati ad esso tramite interfaccia USB o FireWire. Throughput (quantità di dati trasferiti) massimo: fino a 60 Mb/sec con interfaccia USB. Con la progressiva diminuzione del costo e la maggiore affidabilità raggiunta dai dischi fissi, via via è diminuito il ricorso al nastro magnetico. Questo tuttavia rimane in uso in molti centri di elaborazione dati (ove si utilizzano anche i grossi elaboratori), soprattutto per ragioni di gestione di archivi già precostituiti e per il costo per bit piuttosto basso. Velocità di trasferimento dati di circa 3,2 Mb/sec con interfaccia SCASI. Nei CD-ROM i dati sono scritti lungo un'unica traccia a forma di spirale che parte al centro e procede verso l'esterno. Questo tipo di struttura diminuisce le prestazioni dell'accesso diretto, inoltre il laser deve leggere i dati a velocità uniforme, sia che si tratti della parte esterna sia quella interna del disco. Questo implica una variazione della velocità di rotazione del disco, che passa da 500 giri il minuto al centro a 200 giri il minuto all'esterno. Tenendo presente quanto 14 ECDL - Modulo 1 - Concetti base delle tecnologie ICT

17 detto e considerando che la velocità di spostamento della testina di lettura non può essere aumentata, anche se nei vari lettori di CD-ROM sono riportate velocità di X30, X40 o X60, il trasferimento dei dati può essere di circa 7,8 Kb/sec. La quantità di dati memorizzabili è di max 870 Mbyte per i cd-rom, mentre per i DVD è possibile memorizzare 8,4 Gbyte di dati (double layer), con velocità massime di trasferimento dati di 8,31 Mb/sec in scrittura e di 22,16 Mb/sec in lettura. Il DVD sta sostituendo il CD-ROM. Gli hard disk, attualmente, hanno un ottimo grado di affidabilità ed un costo abbastanza contenuto (al momento della scrittura il prezzo di un H/D da 200 Gb è di circa 65.00). Le prestazioni dipendono dal numero di giri del disco (5400 RPM o 7200 RPM), dal tempo di seek (spostamento radiale sulla posizione corretta), variabile dai 5 ms ai 10 ms, dal tempo di latenza (in attesa che il settore, ruotando, si posizioni sotto la testina), variabile dai 3ms ai 6 ms ed il tipo d interfaccia IDE o SCSI o, se si tratta di unità esterne, di tipo USB o FireWire Conoscere lo scopo della formattazione di un disco. Tutte le memorie di massa a disco (ma anche le pendrive e le memory card o flash memory), hanno bisogno di un processo di preparazione iniziale affinché possano essere riconosciute ed utilizzate correttamente da hardware e sistemi operativi. Tale processo è genericamente definito come formattazione e si suddivide in tre momenti: 1. Formattazione a basso livello (o preformattazione) - rappresenta il processo di formattazione vero e proprio, cioè la creazione fisica di tracce, settori e strutture di controllo delle posizioni e delle aree danneggiate, sulla superficie magnetica della periferica di memorizzazione dati. Considerando più specificatamente i dischi rigidi (Hard disk) oggi, questi supporti sono forniti già preformattati dal fornitore stesso; I dati sono memorizzati sulla superficie di ogni disco e vengono organizzati in settori e tracce. Le tracce (colore giallo in figura) sono cerchi concentrici, mentre i settori (colore blu) sono porzioni di arco contigui, all'interno di ogni traccia. Ogni settore contiene 256 o 512 byte. Il processo di "formattazione del disco" ha lo scopo di "prepararlo" alla registrazione dei blocchi di byte, cioè i file. 2. Partizionamento (suddivisione del supporto in volumi) - consiste nella creazione di volumi logici nella memoria di massa, ovvero nella divisione (logica e non fisica) del disco in più unità indipendenti dalle altre. Anche se non si intende dividere il supporto in più unità logiche la partizione principale o primaria va comunque creata in quanto è destinata ad ospitare il sistema operativo che dovrà essere avviato. Solo le partizioni 7 L interfaccia di tipo IDE (Integrated Drive Electronics) e l immediata evoluzione Enhanced IDE (EIDE), rappresenta lo standard utilizzato per la connessione dei dispositivi di memorizzazione dati all interno del personal computer, fisicamente è un cavo piatto di colore grigio composto da 40 fili, ove i dati viaggiano in modo parallelo, collegato al suo controller che è integrato nella scheda madre; questo tipo d interfaccia permette una velocità massima di trasferimento dati di 133 Mbyte/sec. Con l evoluzione dell hardware nel 2003 viene realizzata la versione SATA (Serial Advanced Technology Attachment) il cui transfer rate arriva a 300 Mbyte/sec. Lo SCSI (Small Computer System Interface) realizza il collegamento tra i vari dispositivi interni di un computer tramite un BUS, quindi è più veloce delle precedenti interfacce; il suo costo è superiore di circa il 25% e necessita di un host adapter scsi per il collegamento e la gestione dei dati nel bus: Il suo transfer rate, nella versione Ultra-320 SCSI, è di 320 Mbyte/sec. Nel caso l unità disco fosse esterna il collegamento con il pc potrebbe essere di tipo USB (Universal Serial Bus), che nella versione USBII arriva ad una velocità di trasferimento dati di 60 Mbyte/sec. o, nelle versioni piu recenti, in FireWire, che nella versione firewire 800, ha un transfer rate di 100 Mbyte/sec. ECDL - Modulo 1 - Concetti base delle tecnologie ICT 15

18 primarie sono "avviabili" ed in particolare, per sistemi Windows quella indicata come "attiva", cioè inizializzata come tale tramite comando FDISK. Considerando la grande capacità (intesa come quantità di dati memorizzabili) delle attuali unità disco è consigliabile la loro divisione in più unità logiche distinte, ognuna, da una diversa lettera, utilizzate per una migliore organizzazione del lavoro ed aumentare le prestazioni dell intero sistema. Tutte le informazioni relative alle partizioni sono memorizzate nel primo settore del disco, in particolare nel Master Boot Record (MBR), da cui il BIOS richiama anche un piccolo programma deputato all'avvio del sistema. 3. Formattazione ad alto livello (creazione del file system) serve a definire con quale tipo di struttura dati (file system) vogliamo gestire le nostre partizioni. Ogni sistema operativo è strettamente legato ad una specifica famiglia di file system su cui è stato progettato. Limitandoci a considerare i sistemi operativi della Microsoft vediamo che fino alla versione 95 (in cui il S.O. era ancora sviluppato sulla piattaforma MS-DOS), la struttura dei dati è di tipo fat, mentre, dalla versione NT (in cui il S.O. comincia a svincolarsi dal DOS), alla versione XP e seguente VISTA (completamente svincolate dal DOS), il file system è di tipo NTFS: - FAT: File Allocation Table. Questo metodo utilizza una tabella contenente le informazione relative allo spazio disponibile nell hard disk. I file dati ed i programmi sono registrati, per quanto possibile, in modo contiguo nel disco ma, se i blocchi (raggruppamento di settori, che rappresentano l'unità minima leggibile o scrivibile su disco) 8 sono troppo piccoli per contenere una pagina di dati, si avrà la frammentazione del file ovvero, i rimanenti dati saranno inseriti nei primi blocchi liberi rilevati e, se anche questi risultassero di dimensioni insufficienti, si proseguirebbe con una ulteriore frammentazione del file. - NTFS: New Technology File System. Progettato per Windows NT supporta anche i file di tipo FAT. Le differenze sostanziali riguardano la sicurezza delle informazioni (non è prevista in FAT), la gestione di dischi di grandi dimensioni e la stabilità dei dati. Quando si procede alla formattazione di un supporto di memorizzazione (generalmente un unità disco) il sistema operativo in uso propone due tipi di formattazione: La formattazione completa distrugge completamente i dati registrati in quanto riscrive fisicamente l intero supporto; la sua durata dipende dalla capacità del disco. La formattazione rapida è più veloce in quanto ripulisce solo l'area contenente le informazioni sul posizionamento dei file all interno del disco; utilizzando appositi programmi è possibile il loro recupero. 3. Software 3.1 Tipi di software Possiamo suddividere il software in due categorie: software applicativo e software di base (o di sistema). Il primo è costituito da programmi orientati all'utente finale, come la videoscrittura, la grafica od i giochi. Il secondo invece è costituito da tutti quei programmi che gestiscono la funzionalità dell hardware, permettendo la sua interazione con l operatore umano e con i programmi applicativi da lui utilizzati. In altre parole, se clicchiamo con il mouse l'icona rappresentante il dischetto, l applicativo Word eseguirà il salvataggio di quanto abbiamo scritto fino a quel momento in un file, e lo eseguirà con istruzioni tutt'altro che semplici; ma è il software di base che gli permette di utilizzare il drive del disco fisso, indicandogli come muovere le sue molte testine per raggiungere l area, individuata dal sistema e destinata a contenere i dati e che indica al monitor quali pixel esattamente deve 8 I blocchi rappresentano un raggruppamento di tipo fisico ma, per motivi di velocizzazione delle operazioni di lettura e scrittura il file system definisce dei raggruppamenti logici dei settori chiamati CLUSTER 16 ECDL - Modulo 1 - Concetti base delle tecnologie ICT

19 accendere, e con quali colori, per la composizione e visualizzazione della grafica e/o della messaggistica per la necessaria interazione. Quando si parla di software, sia che si tratti di un sistema operativo che di un applicativo, lo si identifica tramite un nome seguito, qualche volta, da un numero. Ad esempio Adobe Reader significa che il programma di gestione dei file PDF (Portable Document Format) prodotto dalla Adobe Systems è nella versione 7, revisione 0 e release (rilascio) 8. Una nuova release del software identifica l apporto di piccoli cambiamenti quali l eliminazione di errori nella scrittura del software, causanti un funzionamento sbagliato o diverso da quanto previsto dall autore (bugfix), mentre una nuova versione ne comporta cambiamenti radicali nella struttura. Una considerazione a parte va fatta per le versioni beta che rappresentano delle versioni di prova di un nuovo software, già testato dagli esperti, ma non ancora definitivo e messo a disposizione (generalmente in modalità gratuita) di tutti, anche dei meno esperti, per l eventuale rilevamento di buchi o incompatibilità del software stesso. 3.2 Software applicativo Il software applicativo è costituito da applicazioni, costituite da un insieme di programmi 9, orientati all'utente finale e tra cui distinguiamo: applicativi per l automazione d ufficio (office automation) quali l elaboratore di testi (WORD), il foglio elettronico (EXCEL), il sistema di gestione dei database (ACCESS FILE MAKER PRO), i programmi per la redazione di presentazioni (POWER-POINT) applicativi per il desktop publishing, per la pubblicazione di documenti (PUBLISHER) applicativi gestionali quali il software per la contabilità (OFFICE ACCOUNTING EXPRESS 2007), le paghe o il magazzino applicativi che consentono l accesso ai servizi Internet, per navigare (INTERNET EXPLORER MOZILLA FIREFOX) o leggere la posta elettronica (OUTLOOK EXPRESS - EUDORA) applicativi per l entertainment quali i videogiochi, i lettori di file musicali (WINDOWS MEDIA PLAYER REAL PLAYER), le applicazioni per il ritocco fotografico (MICROSOFT PHOTO DRAW) 3.3 Software di sistema Con il termine software di sistema o di base si intende l insieme dei programmi che consentono ad un utente di eseguire operazioni base come realizzare e mandare in esecuzione un programma e che controllano direttamente l hardware della macchina, fornendo le funzionalità indispensabili al suo funzionamento. Un altro termine utilizzato per definire questo insieme di procedure, manuali o automatiche è Sistema Operativo. Il sistema operativo virtualizza la macchina reale, permettendo all utente di utilizzare le risorse in modo astratto rispetto ai dettagli operativi dell hardware sottostante: MACCHINA VIRTUALE MACCHINA REALE LIVELLI DI ASTRAZIONE 9 programma: sequenza di istruzioni che definisce l esecuzione di un determinato compito. ECDL - Modulo 1 - Concetti base delle tecnologie ICT 17

20 Elementi fondamentali di un sistema operativo: Gestore dei processi 10 o Nucleo (Kernel): frapponendosi tra l hardware e gli altri moduli costituenti il S.O. ed i programmi in esecuzione, fornisce ad essi le funzioni fondamentali ed un accesso controllato all hardware. Gestore della memoria: assegna e gestisce la memoria ai processi che ne fanno richiesta, verificandone l occupazione ovvero la disponibilità per richieste successive. Gestore delle periferiche: permette all utente di operare mediante periferiche astratte. Maschera le caratteristiche fisiche e le operazioni di I/O all utente, e infine risolve i conflitti tra i vari utenti. Gestore del file system: si occupa di organizzare le informazioni, che vengono strutturate in contenitori logici (file) identificati mediante un nome logico da due parti: nome ed estensione e soddisfa le richieste di accesso alle memorie di massa. Interprete dei comandi o shell: assieme ai programmi di utilità sono moduli direttamente visibili all utente; ha la funzione di interpretare i comandi che arrivano dalle periferiche. Le operazioni svolte sono: lettura della memoria di massa del programma da eseguire (tramite il file system); allocazione della memoria centrale (tramite il gestore della memoria); caricamento nella memoria del programma e dei relativi dati iniziali (tramite il gestore della memoria); creazione ed attivazione del processo (tramite il kernel). Possiamo rappresentare i su scritti livelli con il seguente grafico: SHELL - INTERPRETE DEI COMANDI LIVELLO UTENTE GESTORE DEL FILE SYSTEM GESTORE DELLE PERIFERICHE GESTORE DELLA MEMORIA KERNELL - NUCLEO GESTORE DEI PROCESSI APPLICAZIONI HW Vengono di seguito elencati alcuni sistemi operativi in ordine di data di creazione: CP/M: creato dalla Digital Research e diffusosi nella seconda metà degli anni 70, fu il primo S.O. creato per gestire computer con CPU basate sui microprocessori Intel 8080 e Zilog Z80. Unix: La prima versione di questo sistema operativo fu sviluppata, nei primi anni 70, presso gli AT&T Bell Laboratories. È molto collaudato, più stabile e molto meno vulnerabile ai virus dei sistemi operativi più diffusi per p.c., multi-utente, multu-tasking è un sistema operativo di rete, dotato di un interfaccia grafica molto potente, molto diffuso nell ambiente scientifico. 10 un processo (task) è un programma in esecuzione ed incorpora le istruzioni, i dati da elaborare (spazio di memoria occupata), lo stato dell elaborazione. 18 ECDL - Modulo 1 - Concetti base delle tecnologie ICT

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