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1 unità didattica 2 Concetti generali prerequisiti Nessuna conoscenza particolare obiettivi Saper distinguere tra classi di computer Saper identificare le parti che compongono un computer Conoscere i fattori che influenzano le prestazioni di un computer 1. Un po di storia La storia del computer fa data a partire dai primi anni 40. In quel periodo, infatti, venne realizzato il primo calcolatore elettronico (cioè privo di parti meccaniche in movimento). Si chiamava ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer), e non era proprio il tipo di computer che siamo abituati a vedere oggi sulle nostre scrivanie: occupava una superficie di 180 metri quadri, era costituito da circa valvole e pesava oltre 30 tonnellate (figura 1)! Fig. 1 L Eniac seguimi In realtà, anche in precedenza troviamo esempi «rudimentali» di computer. Si trattava però di macchine di tipo meccanico, non elettronico. Il primo calcolatore meccanico risale addirittura all 800, e fu progettato da Charles Babbage. Ancora prima, nel 1642, Blaise Pascal aveva realizzato una macchina, chiamata Pascalina, in grado di effettuare addizioni e sottrazioni (figura 2). Fig. 2 La Pascalina In quasi 70 anni il computer si è evoluto in maniera impressionante: la potenza di calcolo è aumentata in maniera prodigiosa (l ENIAC riusciva a compiere «solo» operazioni al secondo), le dimensioni si sono notevolmente ridotte (non crediamo che nessuno avesse un ENIAC nello studio di casa, come avviene invece con i moderni PC!) ed anche i costi di realizzazione e di gestione sono decisamente inferiori rispetto a tanti UD2 Concetti generali 23

2 anni fa (ad esempio, per far funzionare l ENIAC erano necessari molti tecnici altamente specializzati, mentre i personal computer odierni possono essere utilizzati praticamente da chiunque). Il bug Negli anni 40 i computer erano così grossi che poteva capitare che un insetto si incastrasse tra i circuiti determinandone dei malfunzionamenti come è, ad esempio, avvenuto nel settembre 1974 quando un grosso insetto incastrato all interno dei circuiti del MarkII lo bloccò. Da allora la parola «bug» (letteralmente «insetto») è utilizzata per indicare genericamente un errore nel software, che causa un suo funzionamento errato o anche il suo blocco totale. In questi 70 anni, dunque, l evoluzione delle tecnologie elettroniche, la miniaturizzazione, la realizzazione dei chip al silicio, il progresso scientifico, hanno permesso di far sì che ciò che allora era un macchinario a disposizione solo di grandi aziende e agenzie governative, oggi sia diffuso quasi quanto un qualsiasi elettrodomestico. 2. L hardware (syllabus ) Secondo Jeff Pesis, l hardware è «quella parte del computer che puoi prendere a calci». Per quanto fantasiosa, questa definizione non è tuttavia scorretta. L hardware infatti è l insieme di tutti i componenti fisici, tutto ciò che si può toccare (e, appunto, se proprio nulla volesse funzionare, prendere a calci!). L hardware di un computer è in realtà rappresentato da tutte le parti meccaniche, magnetiche, ottiche ed elettroniche che permettono al computer di funzionare. È hardware, quindi, qualsiasi componente fisico del computer. seguimi capiamo le parole Hardware: questo termine nasce dalla fusione di due parole inglesi: «hard» e «ware». La prima significa «duro» e l altra «oggetto», «manufatto». In informatica è solitamente contrapposto alla parola «software». Una sigla molto ricorrente quando si parla di computer è ICT, acronimo di Information and Communication Technology, ovvero tecnologie dell informazione e della comunicazione, cioè quell insieme di tecnologie che permettono l elaborazione e lo scambio delle informazioni. 3. Tipi di computer (syllabus ) Fig. 3 Un personal computer di computer che forniscono le medesime prestazioni dei normali PC, ma che sono caratterizzati da dimensioni e peso molto contenuti. Ciò si «paga» però in termini di prezzo, che è più elevato rispetto a quello dei normali PC. Sono molto utilizzati in ambito professionale, in Abbiamo fino ad ora parlato di computer in senso molto generale. In realtà ne esistono vari tipi. Il tipo più comune è il desktop PC, cioè personal computer da tavolo (figura 3). Si tratta appunto dei computer più utilizzati in ambito domestico e nei piccoli uffici, ed hanno un costo variabile tra i 500 ed i euro, a seconda del tipo di configurazione. Un altro tipo di computer molto utilizzato è il laptop, che viene comunemente chiamato computer portatile (figura 4). Si tratta Fig. 4 Un computer portatile quanto permettono di lavorare anche in viaggio o lontano dall ufficio. Sono dotati di batterie che li rendono utilizzabili anche se non si ha a disposizione una rete elettrica (in auto, in treno ecc.). 24 Modulo 1 Concetti di base dell ICT

3 Fig. 5 Un popolare netbook Negli ultimi anni hanno trovato una discreta diffusione e un enorme successo commerciale i cd. netbook o subnotebook (figura 5). Si tratta di computer portatili di dimensioni molto ridotte dotati di una tastiera e di un monitor di pochi pollici e caratterizzati da un hardware molto semplice. Sono computer destinati soprattutto alla navigazione e all utilizzo di servizi via Internet (ecco perché sono chiamati netbook) anche se è possibile utilizzare programmi di videoscrittura e qualche altra piccola applicazione. I netbook sono pensati soprattutto per un pubblico non professionale che ha bisogno di avere un computer facilmente portatile da connettere ad Internet via wireless. Anche il prezzo è molto contenuto e oscilla tra i 200 e i 450 euro. Tra i computer portatili rientra anche il cd. tablet PC (letteralmente il PC tavoletta), un computer completo ma delle dimensioni di un normale blocco note. La principale particolarità dei tablet PC è che, almeno nella loro forma «pura», non sono dotati di tastiera; il dialogo con l utente avviene mediante touch screen. Esistono in commercio, però, anche dei tablet PC detti «ibridi» o «convertibili» dotati di una piccola tastiera (figura 6). Per le loro ridotte dimensioni e per il fatto che possono essere utilizzati senza tastiera il Tablet PC è preferito da professionisti che hanno bisogno di un computer facile da trasportare e da usare, si pensi ai lavoratoriviaggiatori o a coloro che trascorrono le giornate in riunione. Fig. 6 Un tablet PC ibrido 4. Gli altri dispositivi portatili (syllabus ) Oltre ai computer portatili come i notebook, i tablet PC e i più recenti netbook si sono diffusi diversi dispositivi portatili di dimensioni e peso ridotti; questi dispositivi, che hanno capacità di elaborare e immagazzinare quantità di dati solo lievemente inferiori, per ora, a quelle di un comune PC, sono utilizzati per diversi scopi e da una utenza sempre più vasta che trova nella portabilità una caratteristica irrinunciabile che, spesso, si aggiunge alla connettività di rete ed Internet senza dover utilizzare alcun cavo. Quasi tutti, come vedremo, oltre alla connettività, offrono la possibilità di utilizzare piccole applicazioni software che ne ampliano molto le funzioni. Il primo dispositivo portatile che esaminiamo, che ha ormai una diffusione enorme, è il comune telefono cellulare che, in origine, era un semplice apparecchio radio trasmittente utilizzato per la comunicazione in radiotelefonia, collegato alla normale rete telefonica, quella via cavo. La tecnologia della telefonia cellulare ha subito delle evoluzioni rapidissime grazie anche all enorme successo commerciale al punto tale che con i cellulari della attuale generazione, la terza, tramite l UMTS, è possibile effettuare delle vere e proprie videotelefonate, la registrazione e visualizzazione di filmati e programmi televisivi. I più recenti modelli di cellulare sono dotati di schermo a colori, fotocamera digitale, lettore MP3, connessione wireless, Bluetooth. Quasi tutti i cellulari possono sincronizzarsi e scambiare informazioni con software installati sul proprio computer. Fig. 7 Uno smartphone L evoluzione del cellulare è lo smartphone (figura 7) che può essere considerato un incrocio tra un computer e il comune telefono cellulare. Lo smartphone è un dispositivo portatile che associa le funzionalità di gestione di dati tipiche di un computer con quelle di un telefono cellulare, sul quale è possibile installare diversi programmi o applicativi che aggiungono nuove funzionalità come, ad esempio, il foto ritocco, la protezione crittografica della conversazione. Tramite uno smartphone è possibile collegarsi in rete con altri dispositivi tramite il protocollo Bluetooth o con Internet via GSM o GPRS. UD2 Concetti generali 25

4 Un altro dispositivo portatile è il PDA (Persona Digital Assistant) o più comunemente palmare (figura 8), un computer di dimensioni tanto ridotte da poter stare su un palmo di una mano; come i tablet PC, anche i palmari sono gestiti attraverso un Touch Screen e una penna. All inizio il palmare era concepito come un semplice organizer (una agenda elettronica dove tenere traccia di note, appuntamenti) dotato di calendario, orologio, calcolatrice e una rubrica dei contatti e con scarse capacità di elaborazione e memorizzazione. I modelli più recenti eguagliano ormai le prestazioni di un normale computer e possono, ad esempio, collegarsi con altri personal computer ed è possibile installare programmi di media complessità come fogli elettronici, calcolatrici scientifiche, client di posta elettronica e piccoli video giochi. La loro memoria può essere facilmente espansa; i palmari più recenti sono in grado di fungere anche da telefono cellulare in modo autonomo. L utilità di un palmare è nella sua estrema portabilità, anche se le ridotte dimensioni dello schermo rappresentano una significativa limitazione. Come il tablet PC, anche il palmare è prefig. 8 Un Personal Digital valentemente utilizzato da professionisti e Assistant da coloro che per motivi di lavoro sono costretti a frequenti spostamenti ed hanno la necessità di avere dati sempre a portata di mano. Il prezzo di un palmare oscilla tra i 200 e i 500 euro. Il lettore multimediale (figura 9) è un dispositivo, che può anche essere non portatile, il quale permette di fruire di qualsiasi file contenente media. Un lettore multimediale è, quindi, in grado di leggere file musicali, file video o immagini. Alcuni lettori multimediali permettono di leggere tutti formati di file mentre altri, invece, sono più limitati. I file multimediali possono essere ospitati su memorie di massa proprie del lettore (si Fig. 9 L Ipod, un popolare lettore pensi al diffusissimo Ipod) o esterne, come nel caso di lettori DVD in multimediale grado di leggere dei DVD contenenti sia file video (Mpeg o Divx) che audio o immagini. 5. Le parti principali del computer (syllabus ) Un computer non è un «pezzo unico», ma è costituito da un insieme di elementi necessari per il suo funzionamento: un elemento per l elaborazione dei dati, un altro per la loro conservazione ecc. Alcuni elementi sono racchiusi all interno di una «scatola», chiamata in inglese case, che contiene appunto tutti gli elementi essenziali per il funzionamento della macchina. Altri elementi sono invece esterni e sono collegati in vario modo al case. Immaginiamo di aprire il nostro case virtuale e vediamo cosa troviamo al suo interno Il «cervello» del computer è costituito dalla CPU, ossia Central Processing Unit o Unità centrale di elaborazione. Nella CPU avviene il vero e proprio processo di trasformazione dei dati, secondo la logica fornita dalle istruzioni dei programmi. Durante l elaborazione, i dati vengono temporaneamente immagazzinati nella memoria RAM (figura 10). Questa ha la caratteristica di essere «volatile», nel senso che i dati in essa memorizzati vengono cancellati quando si spegne il computer. Facciamo un esempio: quando scriviamo al computer, le lettere che Fig. 10 Un modulo di memoria RAM digitiamo (cioè i dati che immettiamo) vengono immagazzinati nella memoria RAM. Se spegniamo il computer senza salvare ciò che abbiamo scritto, i dati verranno cancellati. Nel momento in cui salviamo, tutti i dati vengono trasferiti dalla RAM al disco fisso, o hard disk (figura 11). Quest ultimo è una unità di memoria di massa, ed è un disco sul quale vengono memorizzati i dati in maniera permanente. 26 Modulo 1 Concetti di base dell ICT

5 Fig. 11 Un hard disk Quando scriviamo al computer immettiamo dei dati. Lo facciamo grazie alla tastiera, che è un tipico esempio di dispositivo di input. Ciò che scriviamo viene visualizzato sul monitor, o viene stampato su carta con una stampante: questi sono quindi dispositivi di output, nel senso che «restituiscono» all utente il risultato di una elaborazione. Questo esempio vale per tutte le operazioni che noi compiamo con il PC: immettiamo dati mediante dispositivi di input, ed il computer ci restituisce il risultato dell elaborazione mediante dispositivi di output. I principali dispositivi di input sono la tastiera ed il mouse, mentre i principali dispositivi di output sono il monitor, la stampante, gli altoparlanti. Più avanti esamineremo nel dettaglio questi dispositivi, oltre ai molti altri che possono essere collegati ad un computer. 6. Porte di input e output (syllabus ) Come detto nel paragrafo precedente diversi dispostivi possono essere collegati al computer a seconda delle esigenze dell utente; si può ad esempio collegare una stampante, un hard disk portatile, una webcam o un microfono, uno smartpohne o un palmare. Alcuni collegamenti possono essere anche wireless, cioè che non necessitano dell ausilio di alcun cavo. Il collegamento al computer dei diversi dispostivi avviene tramite le porte di input output che sono spesso integrate nella scheda madre del computer e sono visibili all esterno. Queste porte possono essere paragonate a delle prese in cui deve essere inserito uno spinotto collegato ad un cavo. La porta parallela, a 25 pin, era tradizionalmente utilizzata per collegare la stampante al computer. Nella comunicazione parallela i dati sono trasferiti Fig. 12 Porte USB un byte alla volta e i bit viaggiano su fili diversi dal computer al dispositivo collegato. Nel caso della porta parallela i bit viaggiano su otto fili diversi. seguimi In una trasmissione attraverso una porta seriale i bit sono trasferiti uno di seguito all altro e giungono al dispositivo che li riceve nello stesso ordine in cui sono inviati. La porta seriale a 9 pin permetteva, invece, di trasferire i dati in entrambe le direzioni, dal computer al dispositivo esterno; i dati sono trasmessi sullo stesso filo, un bit alla volta. La porta USB (Universal Serial Bus) è una porta seriale che ha ormai soppiantato sia la porta parallela che quella a 9 pin ed è, infatti, utilizzata per collegare quasi tutti i dispositivi esterni al computer quali modem analogici, mouse, memorie di massa esterne, webcam, stampanti. Tramite la porta USB è possibile collegare, anche in cascata, 127 dispositivi diversi ed è anche possibile collegare «a caldo» il dispositivo, ossia senza che sia necessario spegnere il computer perché il sistema lo riconosca. Un altra peculiarità dell USB è che è in grado di alimentare direttamente il dispositivo a cui è collegato; quest ultimo, quindi, può non aver più bisogno di una alimentazione elettrica a parte. La porta USB è diventata talmente importante e diffusa che i costruttori di computer fanno di tutto per inserirne quante più possibile. Il FireWire è un altra interfaccia seriale di proprietà della Apple Computer utilizzata per connettere dispostivi che comunicano tramite il protocollo FireWire. È molto utilizzata per collegare videocamere digitali e, come l USB, permette il collegamento a caldo del dispositivo ed è in grado di alimentarlo autonomamente. La porta di rete consente di collegare il computer ad un dispositivo di rete (un hub di rete, uno switch, un router) o ad un altro computer. Prima della diffusione della comunicazione wireless la porta di rete è stata fondamentale per creare comunicazioni con dispositivi di rete esterni. UD2 Concetti generali 27

6 7. Le prestazioni di un computer (syllabus ) Il motore di un automobile influisce sulla velocità della stessa: più è potente il motore, più veloce è l automobile. Per il computer la «velocità» dipende dalla potenza della CPU: più essa è potente e veloce, migliori saranno le prestazioni del computer. Un altro elemento che influenza le prestazioni del computer è la memoria RAM: maggiore è la sua quantità, maggiore sarà la quantità dei dati che essa può contenere, e tanto più veloce sarà la loro elaborazione. Potenza della CPU e quantità di RAM, dunque, influenzano direttamente la velocità del computer. Tuttavia ci sono altri fattori che possono determinare, in un dato momento, la velocità di elaborazione. In particolare, è importante ricordare che maggiore è il numero di programmi in esecuzione, maggiore sarà il carico sulla CPU e sulla RAM, e quindi minore sarà la velocità di esecuzione di un singolo programma. Ciò avviene perché la CPU dovrà sopportare una maggior mole di informazioni provenienti dai diversi programmi e, di conseguenza, anche la memoria RAM si troverà a dover gestire una quantità di informazioni crescente al crescere del numero di programmi in esecuzione. Per tornare al paragone con l automobile, le prestazioni di quest ultima sono influenzate dal numero di passeggeri: la stessa automobile avrà prestazioni diverse a seconda che trasporti 5 passeggeri piuttosto che il solo conducente. Un altro elemento che influenza le prestazioni del computer è il processore e la quantità di memoria disponibile sulla scheda grafica. Le più recenti schede grafiche, infatti, sono dotate di uno o due processori che provvedono autonomamente ad elaborare le immagini da inviare al monitor. Oltre al processore (chiamato Graphical Processing Unit) le schede grafiche sono dotate di una propria memoria, paragonabile alla RAM, che è utilizzata dal processore grafico per le sue elaborazioni. Ovviamente i programmi, come i video giochi, che richiedono grafica particolarmente avanzata impegnano maggiormente la scheda grafica e se la memoria o il processore di questa sono insufficienti, l esecuzione si rallenterà significativamente, esattamente come abbiamo appena visto per la RAM e la CPU. 28 Modulo 1 Concetti di base dell ICT

7 Verifiche ed esercizi unità didattica 2 domande vero/falso Per ciascuna delle seguenti affermazioni, indicare se è vera o falsa v f 1) Alcune schede grafiche sono dotate di memoria RAM 2) L acronimo USB sta per Universal Serial Bug 3) La sigla CPU sta per Central Processing Unit 4) L ENIAC fu creato nel ) L hard disk è una memoria di massa 6) I termini «netbook» e «PDA» sono sinonimi 7) Quando si spegne il computer, i dati vengono conservati nella RAM 8) La quantità di RAM influenza la velocità e le prestazioni di un computer 9) Il mouse è un dispositivo di input 10) I dispositivi di input servono a visualizzare i risultati di un elaborazione domande a risposta multipla Per ciascuna delle seguenti domande indicare la risposta scegliendo una fra quelle proposte 1) L ENIAC era: a) Un calcolatore meccanico b) Un calcolatore elettronico c) Un calcolatore elettronico con alcune parti meccaniche 2) Quale, tra i seguenti, è il computer di dimensioni più ridotte? a) PC b) Netbook c) Laptop 3) La RAM è: a) Una memoria di massa b) Una memoria volatile c) Un supporto per la memorizzazione dei dati 4) Quale, tra i seguenti fattori, non influisce sulle prestazioni di un computer? a) La quantità di RAM b) La grandezza del case c) La velocità della CPU UD2 Concetti generali 29

8 5) Quando spegniamo il PC, il contenuto della RAM: a) Viene perso b) Viene trasferito nell hard disk c) Rimane nella memoria RAM 6) Gli altoparlanti di un PC: a) Sono un dispositivo di input b) Sono un dispositivo di output c) Sono un dispositivo di input/output 7) I tablet PC cd. ibridi: a) Sono dotati di una piccola tastiera b) Non hanno una tastiera c) Sono dotati di stampante autonoma 8) I netbook: a) Sono più pesanti dei laptop b) Sono più leggeri dei laptop c) Sono assimilabili agli smartphone 9) LA CPU: a) Memorizza i dati immessi in un computer b) Elabora i dati immessi in un computer c) Controlla l uniformità dei processi di un computer (da cui il nome: Control Uniform Process) 10) La sigla ICT sta per: a) Informatic and Common Technology b) Information and Communication Technology c) Informatic and Common Technology domande a risposta libera Per ciascuna delle seguenti domande, fornire una risposta sintetica 1) Descrivi brevemente le tappe che hanno portato dalle origini dei calcolatori fino ai giorni nostri. 2) Fornisci una breve definizione di hardware, facendo alcuni esempi. 3) Fornisci una breve definizione di smartphone. 30 Modulo 1 Concetti di base dell ICT

9 4) Quali tipi di computer conosci? E quali sono di gli impieghi tipici di ciascuno? 5) Cosa è la RAM? Quali sono le sue caratteristiche? 6) Quali sono gli elementi che influiscono sulle prestazioni di un computer, e in che modo lo fanno? 7) Descrivi brevemente i più diffusi dispositivi portatili. 8) Fornisci una breve definizione di ICT. 9) Spiega cosa è una CPU. 10) Spiega cosa è una memoria di massa e a cosa serve. UD2 Concetti generali 31

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