INFORMATICA e TECNOLOGIA MULTIMEDIALE A.F. 2012/2013

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1 INFORMATICA e TECNOLOGIA MULTIMEDIALE A.F. 2012/2013 Docente: Antonio Cannuli Pag. 1

2 Programma L Hardware ed il Software Tipi di Computer Componenti base di un personal computer Hardware Unità centrale di elaborazione Dispositivi Input Dispositivi di output Dispositivi di memoria Memoria di massa Memoria veloce Capacità della memoria Prestazioni dei computers Software Tipi di software Il computer nella vita di ogni giorno Il computer nel lavoro e nell'istruzione Information Technology e societa Un mondo che cambia Componenti ed Ergonomia Computer e salute Sicurezza, Diritti d'autore, Aspetti Giuridici Sicurezza dei dati Virus Copyright Privacy Docente: Antonio Cannuli Pag. 2

3 L'HARDWARE. È una parola che deriva dall'inglese Hard, solido e Ware, componente. Letteralmente significa ferramenta. È costituito da tutte le componenti fisiche, meccaniche, elettriche ed elettroniche che costituiscono il computer. All'interno dell'hardware possiamo distinguere: l'unità di elaborazione, le unità periferiche di input e output e le memorie di massa. L'unità di elaborazione è divisibile in varie parti, tra cui una unità logico matematica (ALU) che esegue le operazioni aritmetiche, di confronto e di trasformazione delle informazioni, le memorie, e le schede. Queste ultime si occupano della gestione di un tipo di dato quali suoni (scheda audio), immagini (scheda video). Le memorie sono invece gli elementi destinati ad immagazzinare i dati che il computer riceve ed elabora. Sono di due tipi: fisse e volatili. Le prime esistono anche dopo lo spegnimento del computer, le seconde solo quando quest'ultimo è acceso. Le periferiche fanno parte dell'hardware, e sono praticamente gli strumenti mediante i quali l'uomo "dialoga" con il computer, perchè gli permettono di introdurre dati (periferiche di input) e di riceverne (periferiche di output). PERIFERICHE DI INPUT Tastiera Lettore di CD Mouse Lettore di DVD Scanner Modem Microfono PERIFERICHE DI OUTPUT Monitor Casse audio Masterizzatore Stampante Schermo Modem Plotter SOFTWARE Con il termine software (dall'inglese soft, morbido, e ware, componente) si indica genericamente l'insieme dei programmi, dei linguaggi di programmazione e di tutti gli altri elementi logici che permettono un'efficiente utilizzazione del computer. Può essere suddiviso in: Docente: Antonio Cannuli Pag. 3

4 1) Software di sistema (per es. MS-DOS, Windows, Linux); 2) Software applicativi (per es. Office, Open Office); 3) Altri tipi di software (per es. Utilities, Drivers). TIPI DI COMPUTERS Il personal computer (PC) è il computer nella sua forma attualmente più comune, con il case materialmente distinto dalle periferiche: può essere utilizzato da solo utente alla volta ed è dotato di tutto il necessario per caricare programmi, acquisire, elaborare, fornire e salvare dati. Il PC è multimediale quando è dotato dell hardware necessario per consentire la riproduzione simultanea di audio, immagini e filmati. I computer portatili (laptop) hanno dimensioni e peso limitati, ma sono altrettanto potenti e dotati e possono essere eventualmente collegati ad un video e ad una tastiera di dimensioni standard. I palmari sono computers che differiscono per il peso e le dimensioni ancora più limitate e per non possedere un disco rigido ma una memoria stabile che permette comunque di svolgere molte funzioni. I mainframes e i minicomputers sono apparecchi di grandi dimensioni, assai costosi e sofisticati, che possono essere utilizzati da più utenti simultaneamente mediante opportuni terminali che sono detti stupidi (se affidano direttamente i calcoli a un potente calcolatore centrale) o intelligenti (se sono in grado di svolgere localmente certe funzioni): vi fanno ricorso grandi oraganizzazioni che devono elaborare enormi quantità di dati. Oggi possono essere sostituiti dalle reti locali. Il network computer è un terminale di rete intelligente, con elevate capacità di calcolo, ma sprovvisto di qualsiasi memoria di massa in quanto condivide e utilizza tutte le risorse disponibili (sistema operativo, programmi, dati, archivi) della rete a cui è collegato. UNITA PERIFERICHE LO SCHERMO. Il monitor è la periferica di output che insieme alla tastiera ci permette di "dialogare" con il computer. È costituito da una superficie di vetro nella cui parte interna sono depositati gruppi di elementi elettrosensibili detti fosfori. Colpiti da elettroni essi emettono impulsi luminosi. Ha dimensioni variabili tra i 12 e i 21 pollici (1 pollice equivale a 2,54 cm), e riceve i segnali dal computer attraverso un cavo e un apposito circuito. L'unità principale di illuminamento del video è chiamata "pixel". Il controllo delle immagini avviene Docente: Antonio Cannuli Pag. 4

5 dividendo in un reticolo di righe per colonne il video. Si ottengono delle unità elementari di illuminamento di numero variabile secondo la modalità. Gli schermi video per computer possono funzionare in modalità grafica o in modalità testo. Quando il video è sotto modalità testo lo schermo è suddiviso in 24 righe per 80 colonne, il computer dialoga con noi attraverso testo e non può dunque emettere disegni o immagini. Infatti lo schermo è suddiviso in elementi rettangolari elementari troppo grandi e poco numerosi per ottenere un disegno o una fotografia, ma sufficienti a tracciare del testo. La memoria impegnata dal computer in questa modalità è perciò bassa. Il sistema operativo MS-DOS funziona in questa modalità. Quando invece siamo in modalità grafica i pixels sono molto più numerosi. Esistono diverse modalità grafiche, si va dalla 480 x 640 (480 righe per 640 colonne) fino alla 1200 x 1256 e oltre. Dato che occorre un po di memoria del computer per ogni pixel, il video in modo testo impegna poca memoria. Infatti, in tale modo, sono presenti sullo schermo solo 25 x 80 = 2000 pixels. Nella minore modalità grafica sono invece presenti 480 x 640 = pixels. È chiaro che la quantità di memoria impegnata per far funzionare il video in tale modalità è molto Windows ad esempio funziona in modalità grafica. I monitors possono essere con schermo CRT (con Tubo a Raggi Catodici), cioè tecnologicamente simili a un comune televisore, oppure LCD (con Display a Cristalli Liquidi): questi ultimi sono molto più leggeri e piatti, ma attualmente anche più costosi. LA STAMPANTE. Le stampanti sono le periferiche addette alla stampa. Il loro software riceve dal programma di videoscrittura un flusso di dati che converte in stampe di forma identica a ciò che è mostrato in video. Esistono differenti tipi di stampanti: È un particolare tipo di stampante che lavora su grandi formati di carta come l'a1 o l'a0; impiegata per il disegno tecnico e industriale, generalmente con applicazioni CAD (Computer Aided Design); la testina di stampa è costituita da pennini di diversi colori. IL MODEM. I computer possono dialogare tra loro attraverso un collegamento che li unisce. Il modem (MOdulatore-DEModulatore) è un dispositivo in grado di trasformare i segnali digitali provenienti alta. da un qualsiasi computer, in segnali analogici in grado di viaggiare su una linea telefonica. Due modem, ai due capi di una linea, sono così in grado di mettere in comunicazione due computer come se fossero nello stesso ufficio Docente: Antonio Cannuli Pag. 5

6 collegati direttamente da una cavo. Il modem viene collegato direttamente alla linea telefonica. Appositi programmi di compressione dei dati consentono di sveltire la trasmissione e altri programmi di correzione automatica degli errori dovuti ai disturbi della linea telefonica consentono un'ottima qualità della trasmissione. LA TASTIERA. La tastiera è la periferica di input principale per il computer. Essa è nata con l'intento di renderci in grado di dialogare attraverso serie di caratteri. il suo funzionamento è molto semplice ed efficace, tanto che il principio di funzionamento è rimasto invariato. La tastiera può essere suddivisa in 3 parti: Tastiera alfanumerica: è la parte centrale, varia da paese a paese, e comprende i tasti per inserire i 26 caratteri dell alfabeto anglosassone (secondo lo standard internazionale QWERTY) - i caratteri numerici da 0 a 9 - i simboli di punteggiatura - gli altri caratteri tipici di ogni alfabeto nazionale - la barra spaziatrice - i tasti particolari: SHIFT ( ) e BLOCMAI (CAPS LOCK) per immettere i caratteri in maiuscolo o per attivare le seconde funzioni TAB per spostamenti prestabiliti del cursore CTRL e ALT (e ALT GR) da utilizzare in combinazione con altri tasti, per funzioni che dipendono dal contesto BACKSPACE ( ) per cancellare a sinistra CANC per cancellare a destra ESC per ritornare a situazioni precedenti quella in esecuzione INVIO o RETURN per mandare in esecuzione le azioni indicate con le immissioni precedenti TASTIERINO NUMERICO: sulla destra, consente l immissione veloce di dati numerici e simboli aritmetici, in alternativa all uso della tastiera alfanumerica. TASTIERA FUNZIONALE: contiene i tasti di spostamento, inserimento, cancellazione, i tasti Print screen, Scroll lock e Pause, oltre ai tasti contrassegnati con F1 F12 impiegati per funzioni particolari di un programma o del sistema operativo Docente: Antonio Cannuli Pag. 6

7 Il MOUSE Il mouse è un dispositivo di input nato dalla necessità di rendere intuitiva la nostra aziona nel computer. Fare ad esempio "click" su un pulsante disegnato nello schermo vuole essere emulativo del farlo realmente. Spostare un oggetto sul video vuole essere simile allo spostarlo nella realtà con la propria mano. Il suo successo sta proprio nel fatto che non occorre ricordare un determinato comando per eseguire un'operazione, basta farla! Il tipico mouse possiede due pulsanti destinati ad attivare differenti funzionalità nel software del computer. Il movimento viene trasmesso da una sferetta posta sotto il mouse. L'hardware del mouse converte le rotazioni in spostamenti nel video. LO SCANNER Lo scanner (analizzatore d'immagine) è una periferica di input che permette di fornire al computer la rappresentazione grafica digitale di un documento, generalmente cartaceo. È simile a una piccola fotocopiatrice, sul cui piano d'appoggio trasparente viene collocato il documento da far "leggere" al computer. L'immagine percepita viene fotografata e quindi tradotta in una serie di codici comprensibili al computer. L'immagine digitale così ottenuta può quindi essere utilizzata, direttamente o modificata, nella composizione di nuovi testi o documenti. Lo scanner viene gestito da un programma che può anche disporre di funzioni particolari in grado di riconoscere i singoli caratteri di testi dattiloscritti o stampati (non mano scritti) e quindi di renderli utilizzabili nei comuni programmi di trattamento testi. UNITÀ DI ELABORAZIONE. L'unità di elaborazione del computer, che provvede al trattamento dei dati, è costituita dalla CPU (Central ProcessingUnit) e dalla memoria centrale. La CPU La CPU è costituita a sua volta da un microprocessore che esegue le funzioni logico matematiche e di controllo elaborando le istruzioni. Dal punto di vista funzionale si può considerare suddivisa in: 1) Unità logico matematica (ALU, Arithmetic and Logic Unit); 2) Unità di controllo (CU, Control Unit); L'unità logico matematica (ALU) esegue le operazioni aritmetiche, di confronto e di trasformazione delle informazioni. Docente: Antonio Cannuli Pag. 7

8 L'unità di controllo (CU) coordina e governa il funzionamento del computer, in quanto è collegata a tutte le parti della CPU e alle altre unità. Particolare importanza rivestono i Bus, che sono dei canali attraverso i quali i componenti del computer comunicano. I bus trasportano le informazioni da un'unità del sistema all'altra e possono essere suddivisi in: Businterni, che mettono in comunicazione tutti gli elementi interni al microprocessore; Bus esterni, che mettono in comunicazione il microprocessore con gli altri dispositivi collegati. 2. LE MEMORIE Dovendo trattare dei dati il computer necessita di luoghi in cui stoccarle più o meno a lungo. Questi luoghi sono le memorie. Possono essere interne o esterne. Alle memorie esterne appartengono tutti quei dispositivi che prevedono l'asportazione fisica della memoria. Alle memorie interne appartengono la memoria dell HARD DISK, la RAM e la ROM. La RAM (Random Access Memory, memoria di accesso casuale) è una memoria detta "volatile", perché perde tutte le informazioni quando viene interrotta l'alimentazione elettrica. Questa consente di sfruttare al meglio le capacità di elaborazione del microprocessore, perché i dati sono facilmente accessibili. La ROM (Read Only Memory, memoria di sola lettura) è una memoria di tipo "non volatile" perché il suo contenuto è sempre disponibile e non viene alterato quando si interrompe l'alimentazione. Le istruzioni contenute nella Rom possono essere eseguite ma non modificate, e le dimensioni e il contenuto variano in funzione della configurazione del computer. Tra i programmi principali contenuti nella ROM troviamo il programma di autotest, attivato all'accensione, che effettua controlli di presenza e di efficienza delle unità periferiche collegate: se un dispositivo non funziona viene emesso un messaggio di errore.; un programma che permette il funzionamento delle unità periferiche e un o programma che permette il caricamento iniziali da disco del programmi che costituiscono il sistema operativo. L'HARD DISK L'HARD DISK (disco rigido) permette di memorizzare e di accedere a una elevata quantità di dati. Non può essere estratto dall'unità di lettura/scrittura. Ha capacità maggiori di quelle dei floppy disk, tempi di Docente: Antonio Cannuli Pag. 8

9 accesso ridottissimi ed è molto più affidabile: è contenuto infatti in un drive sigillato, che permette di eliminare l'azione di agenti estranei, quali la polvere, e di ottenere maggiore precisione e densità di registrazione delle informazioni, in quanto la testina si avvicina a pochi centesimi di millimetro dalla superficie del disco. LE MEMORIE ESTERNE Alle memorie esterne appartengono tutti quei dispositivi che prevedono l asportazione fisica della memoria. LETTORI CD E DVD I lettori CD e DVD sono di recente diffusione. CD-ROM: è rimovibile, come il floppy disk, ma può contenere una quantità di dati molto maggiore (~ 700MB). Però il comune driver per CD è solo un lettore: per potere anche scrivere su un CD è necessario dotarsi di un masterizzatore, un dispositivo in grado di incidere su CD-W (scrivibili solo una volta) e CD-RW (riscrivibili). Il CD-ROM è tecnologicamente simile al CD audio: in entrambi, i dati sono incisi con metodi ottici. DVD (digital versatile disk): è simile al CD ma ha una capacità 25 volte superiore: sono usati principalmente come supporto per filmati in alta risoluzione e richiedono un apposito lettore (che legge anche i CD). LE SCHEDE Il computer non dialoga direttamente con le periferiche. A parte la tastiera, la stampante ed il mouse tutte le periferiche hanno bisogno di un interprete che traduca il loro linguaggio nel linguaggio del computer e viceversa. Tali traduttori sono le schede. Esiste dunque una scheda video per comunicare con lo schermo, una scheda audio per comunicare con le casse, una scheda di rete per comunicare con il MODEM. Le schede sono presenti per motivi pratici all interno del contenitore-computer e sono delle semplici piastre piene di componenti hardware alloggiate in una zona della macchina predisposta. LE SCHEDE VIDEO (CGA, EGA, VGA, SVGA). Sono le schede destinate a dialogare con il computer per ottenere immagini sul video. A parte i circuiti integrati e i coprocessori delle immagini tali schede contengono una particolare memoria, la memoria video (detta RAM video o VRAM), destinata a supportare le immagini. La sua presenza, unita a quella del Docente: Antonio Cannuli Pag. 9

10 coprocessore video, solleva il computer dal compito di visualizzarle e dunque maggiore è la sua dimensione maggiore è la velocità di presentazione delle immagini sul video. Le schede video più diffuse sono le seguenti: CGA, EGA, VGA, SVGA. ALTRE SCHEDE PRESENTI NORMALMENTE SUL COMPUTER Altre schede presenti normalmente sul computer sono: - la scheda audio dedicata al trattamento ed elaborazione de i dati sonori. È l'equivalente della scheda grafica ma per i suoni. Nella parte esterna normalmente presenta tre innesti per spinotti di cui uno per le casse audio, uno per le cuffie ed uno per il microfono. - La scheda di rete collega modem e computer interpretandone nel contempo i dati. È facilmente individuabile per la presenza dello spinotto di collegamento indentico a quello telefonico. Spesso il modem è interno al computer. In tal caso la scheda di rete contiene anche il modem. IL SOFTWARE Abbiamo affermato che, se l'hardware è la parte fisica del computer, il software è l'insieme dei comandi che permettono al computer di eseguire i compiti richiesti. Sin dai primordi il software si è suddiviso: 1) software di sistema (compreso il BIOS); 2) software applicativo; Tale necessità nasce dal fatto che di per sé l'hardware va gestito al meglio per ottenerne le migliori prestazioni. Un eventuale software applicativo dovrebbe altrimenti gestire tutte le capacità del sistema e contemporaneamente occuparsi del suo reale compito. Per questioni prettamente organizzative il primo compito è stato riservato ad un particolare software detto per l'appunto di sistema. Il compito del software applicativo è allora risolvere i problemi cui è destinato. Questa settorializzazione del software rende più veloce ed efficiente l'azione della CPU ed in generale permette un migliore sfruttamento delle caratteristiche dell'hardware. Il software di sistema in definitiva è quel software preposto al controllo ed all'ottimizzazione dell'hardware del computer e delle periferiche a lui collegate. Un esempio tipico è quello della stampa. Il software di sistema riceve la richiesta di stampa del documento indirizzata alla stampante e fa si che il documento sia inviato alla stampa attivando la stampante. Sotto questo punto di vista è sia gestore che vigile nell'hardware. Docente: Antonio Cannuli Pag. 10

11 Un particolare software di sistema, risiedente in una memoria ROM, è il BIOS (Basic Input/Output Software= Software di Input/Output di base). Esso è il software preposto al corretto avviamento del computer ed alle comunicazioni elementari fra le componenti principali dell'hardware. Viene richiamato dal software di sistema sia al momento dell'accensione che durante le singole operazioni elementari. È posto dal costruttore delle schede madri in una memoria ROM (quindi non modificabile). 6. TIPOLOGIA DEGLI APPLICATIVI La seguente suddivisione è sufficientemente completa da comprendere la massima parte dei programmi attualmente in commercio: - sistemi operativi: MS-DOS, MS-Windows. - Le banche dati: software, come le enciclopedie elettroniche, preposti a fornire informazioni di qualunque natura; - I programmi di grafica: software preposto alle manipolazioni di immagini, al disegno e a tutto ciò che riguarda la grafica; - I fogli elettronici: software preposto alla manipolazione di massicce quantità di dati intabellati; - I programmi di videoscrittura: software preposti alla manipolazione di testi; - I programmi di supporto: che facilitano il lavoro del software applicativo. Da ricordare i database. Sono dei software la cui funzione è semplificare la ricerca e l'organizzazione dei dati sia nelle banche dati che nei fogli elettronici. Con l'evoluzione dei linguaggi di programmazione sono stati costruiti e messi sul mercato software per la risoluzione di ogni tipo di problema possibile. MS WINDOWS MS-WINDOWS E L'INTERFACCIA GRAFICA Nei primi anni '70 una azienda, la Logitech, propose per la prima volta sul mercato uno strumento del tutto sconosciuto fino ad allora, il mouse. Questi trasformava i movimenti della mano in movimenti identici sullo schermo. Sul mouse era presente un pulsante la cui funzione era quella di attivare la porzione di schermo su cui si faceva click. Ossia si stabiliva, con apposito software, che se andavo col mouse su una determinata zona del video e facevo click sopra riuscivo ad attivare il programma associato a tale area. Questo permetteva di evitare di battere le parole chiave da tastiera e rendeva perciò intuitivo e più veloce l'uso dei programmi. Docente: Antonio Cannuli Pag. 11

12 Fu allora che la Microsoft, già leader del software con il sistema operativo MS-DOS, propose, anche se non primo nel campo, MS-Windows un sistema operativo in cui tutti i comandi presenti nel DOS erano attivabili anche con il mouse. Tale intuitività nell'uso e l'accattivante aspetto delle immagini sul video resero MS- WINDOWS talmente popolare da soppiantare in breve l'uso del DOS. LA novità insita in windows stava nel rapporto diretto fra mouse e schermo in modalità grafica. I motivi di tale potenzialità stanno nell'intuitività dell'ambiente grafico. Quando si sposta con il mouse un documento sul desktop è come se lo si facesse realmente e fisicamente sulla scrivania di lavoro. Il principio base di windows era dunque di cercare di ricreare sullo schermo la scrivania di lavoro eliminando nel contempo i difetti di un tale modo di lavorare. Si ricorderà che il video può lavorare in modalità testo e in modalità grafica. WINDOWS lavora esclusivamente in modalità grafica e dunque necessita di memoria RAM molto maggiore che per il DOS. Viene chiamata interfaccia grafica o GUI (grafic user interface) l'immagine che un programma quale WINDOWS mostra e che interagisce con noi tramite mouse o comandi via tastiera. L'interfaccia grafica di WINDOWS è molto ben studiata e garantisce perciò un approccio alle funzionalità del computer ed ai programmi quasi elementare. WINDOWS ED I COMANDI DOS Windows è un miglioramento di MS - DOS e dunque ne conserva le potenzialità migliorandole in ambiente grafico. Ad esempio sostituisce le parole di comando con azioni equivalenti. Per copiare un file da una directory ad un'altra basta andare in gestione risorse sopra il nome che rappresenta il file, premere e tener premuto il tasto sinistro del mouse e "trascinare" il file dentro la directory di destinazione. Il tutto come se si stesse prendendo un oggetto da un cassetto per spostarlo in un altro. Ragion per cui tutti i comandi del DOS (ed anche altri nuovi) sono presenti sotto diversa forma in WINDOWS. Docente: Antonio Cannuli Pag. 12