La società dell informazione. La tecnologia dell informazione. Informatica

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1 La società dell informazione Sapersi orientare nell eccesso di informazione Avere criteri, strumenti, modelli di interpretazione consapevole dei mass-media audiovisivi Adeguare la propria pratica comunicativa alla multimedialità La tecnologia dell informazione Mezzi, strumenti e professioni legate all industria del computer Informatica Informazione automatica

2 Analogico e digitale Nei dispositivi analogici i dati variano in modo continuo nel tempo Un dispositivo digitale descrive i dati usando numeri discreti, cioè discontinui. 11:09:45

3 Il sistema binario Le prime macchine da calcolo erano analogiche (ad esempio il regolo calcolatore o le calcolatrici meccaniche). Il calcolatore elettronico (inventato verso il 1940) utilizza un sistema di rappresentazione digitale, essendo fornito di dispositivi (i circuiti) che possono assumere i due diversi stati (aperto-chiuso, acceso-spento) caratteristici del sistema binario di numerazione. 193 Numero decimale Numero binario

4 (1x10 2 )+(9x10 1 )+(3x10 0 ) (1x2 7 )+(1x2 6 )+(0x2 5 )+(0x2 4 )+(0x2 3 )+(0x2 2 )+(0x2 1 )+(1x2 0 )

5 I circuiti elettronici Quando un circuito è chiuso, cioè percorso da corrente elettrica, la cifra binaria comunicata è 1; quando invece la corrente non passa, la cifra comunicata è 0. Usando lampadine (accesa-spenta) al posto di circuiti (chiuso-aperto), possiamo rappresentare così il numero 193.

6 Bit e byte Ogni cifra binaria, 0 oppure 1, è chiamata bit binary digit cifra binaria Il bit è quindi un unità di misura dell informazione. In genere il computer usa pacchetti di 8 bit per rappresentare un numero, una lettera o un simbolo Una serie di 8 bit è chiamata byte. Un byte può assumere 256 valori diversi (da 0 a 255).

7 Multipli di bit e byte Utili per valutare le dimensioni di un file, la capacità dei supporti di memorizzazione (DVD, CD, floppy), la capacità delle memorie interne (RAM, ROM), la velocità di trasmissione di un modem o di una scheda di rete.

8 Multimedialità, interattività e ipertestualità Computer multimediale (caratteristiche minime) Disco rigido nell ordine dei gigabyte (GB) Memoria centrale (RAM) nell ordine dei megabyte (MB) Lettore CDROM o DVD al alta velocità (almeno 3 MB al secondo) Scheda video dotata di almeno 4 MB Monitor con risoluzione pari almeno a 800x600 pixel Scheda audio e altoparlanti di buona qualità Periferiche interattive Tastiera, mouse, joystick, penna ottica, touchpad, trackball. Struttura ipertestuale Nodi, link, strumenti di navigazione

9 Come è fatto un computer Il computer è un dispositivo che: riceve dati dall esterno (input) li memorizza e li elabora comunica i risultati dell elaborazione (output)

10 Elaborare Elaborare un informazione significa trasformarla in un altra informazione. L elaborazione avviene mediante un grande numero di operazioni molto semplici (somme, differenze e confronti logici tra numeri) che il computer esegue in modo rapido e affidabile.

11 L hardware (parte dura) è l insieme dei componenti fisici del computer (dal microprocessore alle periferiche di input-output, alcune delle quali sono sia di input che di output).

12 Il software (parte morbida) fornisce istruzioni precise all hardware per il suo funzionamento. Il software si suddivide in: Sistemi operativi (Windows, Linux, ) per far funzionare l hardware Software applicativi (Office, StarOffice, ) per utilizzare l hardware in modo finalizzato

13 I vari tipi di computer I primi computer funzionavano a diodi e valvole, ed erano enormi. L utilizzo dei transistor e poi dei microprocessori (basati sui semiconduttori) ha aumentato enormemente le capacità di calcolo e ridotto le dimensioni. Carte di credito Automobile Lavatrice.

14 I vari tipi di computer Supercomputer Mainframe-terminali (intelligenti-stupidi) Desktop (stand-alone) Laptop Palmari Reti di computer (server, peer to peer, WAN, LAN) Network computer

15 Le telecomunicazioni Comunicare a distanza radio-tv telefono-fax satellite Internet (la rete delle reti)

16 Il modem È la periferica che collega il nostro computer alla linea telefonica e gli permette di scambiare dati con altri computer. Modulatore-demodulatore La velocità di trasmissione è la quantità di bit che il modem può inviare o ricevere in un secondo.

17 Velocità di trasmissione La velocità di trasmissione si misura in kilobit per secondo (kbps o kbit/s). Il baud misura invece la frequenza con cui il segnale è modulato. Poiché ogni modulazione del segnale trasferisce 8 bit, un modem a 56 kbps funziona a 7000 baud.

18 Linee telefoniche Larghezza di banda È l altro fattore che determina la velocità di trasferimento dati, cioè la quantità massima che la linea può trasmettere in un secondo. Linee telefoniche analogiche (PSTN- Public Switched Telephone Network) 64 kilobit al secondo Linee telefoniche digitali ISDN- Integrated Services Digital Network 128 kilobit al secondo ADSL- Asymmetric Digital Subscriber Line fino a 1544 kilobit al secondo

19 Importanza pratica della larghezza di banda Un modem analogico più veloce di 56 kbps non servirebbe. La rete diventa sempre più multimediale.

20 Le reti Una rete è un insieme di computer e di dispositivi periferici collegati tra di loro. LAN (Local Area Network, rete su area locale) Rete a stella peer-to-peer, hub, router client-server WAN (Wide Area Network, rete su area geografica più vasta)

21 Importanza della rete Le periferiche collegate ad una singola postazione vengono chiamate risorse locali, mentre quelle collegate alla rete sono chiamate risorse di rete. La rete consente la collaborazione tra le persone (scambio di materiale, contributo ad uno stesso progetto, ) Economia sulle periferiche (stampanti, scanner, hardware foto e video, Internet)

22 La rete delle reti È possibile collegare più reti locali fra di loro (importanza per un istituto comprensivo). Internet è la rete che collega centinaia di migliaia di reti locali. Il World Wide Web è un sottoinsieme (interfaccia grafica) di Internet.

23 Il WEB Il codice HTTP (HyperText Transfer Protocol) Le pagine WEB possono essere consultate attraverso i browser (Microsoft Explorer, Netscape Navigator, ) Le pagine WEB sono gestite dai WEB server (computer sparsi per il mondo) a cui accedono i WEB client (i browser che usiamo).

24 Altre reti La rete Intranet Uso riservato agli utenti autorizzati; segreteria La rete Extranet Uso riservato a più gruppi di utenti autorizzati La rete Wireless Collegamento mediante segnali radio; si evita così il cablaggio degli edifici; in gergo si chiama Wi-Fi e consente comunicazioni con larghezza di banda fino a 11 Mbps. È il futuro (soprattutto della scuola).

25 Architettura del personal computer

26 La scheda madre

27 La memoria RAM (Random Access Memory) Memorizza temporaneamente dati e comandi provenienti dalle periferiche di input e dalle singole fasi di elaborazione. La sua caratteristica fondamentale è la velocità d accesso, cioè di lettura e scrittura dei dati. La RAM è come una lavagna, vengono scritti e cancellati continuamente dati che servono all elaborazione; i computer oggi lavorano anche in multitasking, e quindi la quantità di RAM disponibile è molto importante per le prestazioni del computer.

28 La memoria RAM (Random Access Memory) È una memoria ad accesso casuale, nel senso che i dati sono individuati in modo non sequenziale, direttamente tramite il loro indirizzo, senza dover leggere tutto il contenuto della memoria. La RAM è una memoria volatile; quando il computer viene spento, il suo contenuto viene cancellato. È costituita da un gran numero di condensatori microscopici, ognuno dei quali memorizza un bit.

29 La memoria RAM (Random Access Memory) È costituita da un certo numero di moduli DIMM (Double In-line Memory Module) inseriti nella scheda madre ed espandibili a seconda delle esigenze.

30 La memoria ROM (Read Only Memory) È una memoria permanente che contiene istruzioni non modificabili e predisposte dal produttore del computer. Attiva ad esempio il bootstrap (avviamento del computer) e l impostazione del BIOS (operazione che consente di avviare il computer secondo alcuni parametri variabili).

31 Il microprocessore (o CPU, Central Processing Unit) È un circuito integrato che contiene due componenti principali: L unità logico-aritmetica (ALU) L unità di controllo (CU)

32 Il microprocessore (o CPU, Central Processing Unit) La cache è una speciale memoria superveloce: velocizza l elaborazione assicurando che i dati siano disponibili appena la CPU li richiede, ed evitando così che il processore debba attendere l arrivo dei dati dalla RAM. L orologio di sistema dà il via ad ogni singola azione della CPU e garantisce la sincronizzazione di tutti i dispositivi. La sua velocità è misurata in gigahertz (GHz).

33 La memoria di massa I dispositivi di memorizzazione consentono di conservare i file su supporti come il disco rigido, il floppy-disk, il CD- Rom. Ogni dispositivo è identificato da una lettera seguita dai due punti: A: tipicamente il lettore floppy C: tipicamente il disco rigido D: tipicamente il lettore CD-Rom Vanno valutate capacità e tempo di accesso.

34 La memoria di massa Il processo con cui vengono memorizzati i file si definisce memorizzazione fisica. Si chiama invece memorizzazione logica lo schema concettuale che il sistema usa per archiviare i file (cartelle). I file sono memorizzati in zone del disco chiamate cluster. Ogni cluster di un disco è etichettato da un indirizzo numerico che lo identifica in modo univoco. Il nome e la posizione dei cluster sono registrati nella FAT (File Allocation Table).

35 La memoria di massa Quando salviamo un file, il sistema operativo lo memorizza in un cluster libero da altri dati. Se il file occupa più di un cluster, il SO cerca di inserire la parte eccedente nel cluster successivo. Se questo è già occupato saranno utilizzati cluster non adiacenti. Conviene usare spesso l utilità di deframmentazione, che riorganizza il file assicurando che siano memorizzati su cluster adiacenti.

36 Il disco rigido I bit sono registrati magnetizzando o smagnetizzando piccole aree dello strato superficiale del disco. È costituito da una serie di piatti ricoperti di ossido di ferro. Sulle due facce di ciascun piatto è presente una serie di tracce concentriche. Ogni traccia è suddivisa in settori. Ogni settore contiene 512 byte di dati e due settori costituiscono un cluster.

37 Il disco rigido Nel disco rigido i dati sono registrati e letti dalle testine. Ogni testina è un piccolo elettromagnete che rileva (lettura) lo stato magnetico dello strato superficiale di un piatto o lo modifica (scrittura). La caduta delle testine (provocata ad esempio da un urto) causerà perdita di dati o addirittura la messa fuori uso del disco rigido. La capacità di un disco rigido si avvicina ai 100 GB e il suo tempo di accesso è molto rapido, inferiore ai 10 millisecondi (dato che i dischi sono tenuti costantemente in rotazione).

38 Il floppy-disk È un disco flessibile, la cui capacità è di 1,44 Mb; serve quindi a fare copie di file di piccole dimensioni. Come nel disco rigido, l accesso ai dati è casuale; cioè la testina può posizionarsi direttamente su un qualsiasi settore del disco. I dischi vanno formattati con l utility del SO.

39 Il floppy-disk Il tempo di accesso è molto più elevato di quello del disco rigido perché il motore (1) impiega circa mezzo secondo per mettere in rotazione il dischetto e per muovere la testina (2) fino alla posizione necessaria, così che la piastra elettronica (3) possa inviare i dati al computer. Il dischetto può essere protetto dalla scrittura attivando un tassello scorrevole (presente sul contenitore) che viene rilevato da una sorgente di luce (4).

40 Il CD-Rom e il DVD Sono dischi ottici, registrati e letti usando un fascio di luce laser. Capacità CD-audio CD-ROM 700 MB CD-RW 700 MB DVD da 4 a 10 GB

41 Il CD-Rom e il DVD Tempo di accesso I primi lettori potevano trasferire dati dal disco al computer con la stessa velocità dei lettori dei CD musicali, pari a circa 150 kilobyte al secondo. I lettori odierni sono molto più veloci e la loro velocità di trasferimento dei dati è espressa come multiplo di quella originaria.

42 Il monitor CRT (Cathode Ray Tube) LCD (Liquid Crystal Display)

43 Il monitor Frequenza di refresh si misura in hertz (Hz). In un monitor di buona qualità deve superare i 60 Hz. La risoluzione dello schermo Il numero dei colori

44 Il software Sistema operativo (Windows, Linux, Unix) Software applicativo Linguaggi di programmazione (Logo, HTML, Basic, ) Modalità di realizzazione Obiettivo Progettazione (diagramma di flusso e interfaccia) Sviluppo Testing e debug Distribuzione