Università degli Studi di Ferrara. corso di INFORMATICA (A.A. 2014/2015) - Database

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1 1 di 1 Università degli Studi di Ferrara Dispense per: corso di INFORMATICA (A.A. 2014/2015) Scienze motorie Lauree delle Professioni Sanitarie Dietistica Fisioterapia Igiene dentale Infermieristica - sede di: Ferrara e Codigoro Logopedia Ortottica ed assistenza oftalmologica Ostetricia Tecnica della riabilitazione psichiatrica Tecniche di laboratorio biomedico Tecniche di radiologia medica, per immagini e radioterapia Dott. Valerio Muzzioli Università degli Studi di Ferrara Edificio "Il Cubo" area ospedaliera, via Fossato di Mortara 70, Ferrara tel ; cell valerio.muzzioli@unife.it - web site: Programma del corso e libro di testo (file da scaricare in formato PDF) Argomenti del corso: - Concetti di base dell'informatica - Uso del computer e gestione dei file - Fogli elettronici - Reti di computer - Database

2 1 di 1 Concetti di base dell'informatica Argomenti trattati: Struttura, funzioni e tipologia di un computer Elaborazione digitale e codici di rappresentazione dell informazione Componenti Hardware, Periferiche e connnessione Software: definizione e categorie; funzioni e tipologia di un Sistema Operativo Software applicativi Interfacce per la comunicazione con il PC; concetti di base di grafica al PC File: definizione, tipi, assegnazione del nome Memorizzare dati: supporti e metodologie per la memorizzazione dei dati La gestione dei file nei supporti di memorizzazione Home

3 1 di 2 INFORMATICA, DATI ed INFORMAZIONE CONCETTI DI BASE Informatica: scienza che si occupa della rappesentazione della elaborazione della informazione con metodi automatici. Terminato il processo di elaborazione delle informazioni, queste vengono anche immagazinate trasmesse (diffuse in modo esteso) INFORMAZIONE + AUTOMAZIONE = INFORMATICA DATI raccolta di numeri o lettere (stringa alfanumerica) che descrive misure ottenute da un sistema reale. Un dato è una descrizione elementare, codificata, di una cosa, di una transazione, di un avvenimento o di altro. Ogni dato viene classificato in basel al TIPO e al FORMATO. Ogni linguaggio di programmazione è in grado gestire dati di varia tipologia e formato, creare nuovi tipi di dato e definire le operazioni che possono essere effettuate sui dati. Tipo di dato: definisce l'insieme di valori che la variabile, o il risultato di un'espressione, può assumere e le operazioni che possono essere effettuate su tali valori. DATI SEMPLICI: numeri, lettere, date DATI COMPLESSI: immagini, suoni, filmati, grafici.. Esempio: dire che la variabile X è di tipo "numero intero" significa che X può assumere come valori solo numeri interi (magari appartenenti ad un certo intervallo) e che su tali valori sono ammesse solo certe operazioni (ad esempio le operazioni aritmetiche elementari). Formato del dato: definisce come un determinato tipo di dato deve essere rappresentato nell'ambito delle operazioni di acquisizione, elaborazione e produzione dei risultati. Esempio: impostare per la variabile Xun formato numerico con 2 decimali, significa che X verrà rappresentata nel formato ******,**. Definire Y come una variabile di tipo data, vorrà dire che il suo formato di rappresentazione potrà essere del tipo gg/mm/aaaa, oppure gg/mm/aa (15/11/1973 oppure 15/11/73). Cambia il formato di rappresentazione ma non il valore della variabile ELABORAZIONE DATI: qualsiasi procedimento informatico che comporta la produzioni di nuovi dati, a partire da dati precedentemente acquisiti.

4 2 di 2 INFORMAZIONE: notizia, dato o elemento che consente di avere conoscenza più o meno esatta di fatti, situazioni, modi di essere, diminuendo l incertezza. Risposta, dotata di significato, ad una determinata domanda. E' il contesto in cui i dati sono raccolti, la loro codifica in forma intelligibile ed in definitiva il significato attribuito a tali dati (interpretazione di un dato). COMPUTER Macchina elettronica per il calcolo capace di accettare e immagazzinare dati in una forma stabilita, di elaborarli, e di fornire quindi i risultati dell'elaborazione sotto forma o di dati alfanumerici o di segnali per il governo automatico di altre macchine o processi. Un computer può essere definito un ELABORATORE ELETTRONICO DIGITALE. Elaboratore in quanto macchina in grado di rappresentare ed elaborare i dati in base ad una serie di istruzioni (PROGRAMMI) formulate in maniera tale da essere eseguite in sequenza ed automaticamente. Elettronico poiché costituito da componenti elettronici (circuiti integrati) Digitale poiché il computer è in grado di elaborare informazioni sole se queste sono rappresentate mediante i due simboli della numerazioni binaria: 0 e 1. Usate in combinazioni diverse consentono di rappresentare tutti i dati, indipendentemente dal loro formato (testo, numeri, suoni, immagini). Componenti di base di un SISTEMA DI ELABORAZIONE: - HARDWARE: insieme delle componenti meccaniche, elettroniche ed elettriche del computer e dell'intero sistema di elaborazione (circuiti elettronici, schede elettriche, parti meccaniche) - SOFTWARE: programmi per il funzionamento ed il controllo del sistema (software operativo), programmi eseguibili (software applicativo)

5 1 di 3 FUNZIONE BASE DEL COMPUTER: ELABORAZIONE Funzione del computer: elaborare dati forniti dall'utente sotto forma di dati numerici binari, seguendo 3 passi fondamentali. [1] Input Ricezione dei DATI Ricezione dei comandi Acquisizione tramite "Periferiche di Input" [2] Elaborazione Trasformazione dei dati da "grezzi" ad "elaborati" [3] Output Produzione di risultati (nuovi DATI non INFORMAZIONI) Memorizzazione dei dati Comunicazione dei dati tramite "Periferiche di Output"

6 2 di 3 ELABORAZIONE DELL'INFORMAZIONE: ALGORITMO A partire da DATI DI INPUT vengono prodotti DATI DI OUTPUT,cioè dati elaborati, attraverso l'esecuzione di un insieme di ISTRUZIONI (fornite assieme ai dati di input) con lo scopo di risolve un problema. Esempio Problema: calcolare l'area di un triangolo a partire dalla lunghezza dei tre lati. Dati di ingresso: tre numeri che rappresentano i tre lati. (A, B, C) Dati di uscita: un solo numero che rappresenta l'area del triangolo. Istruzione: formula Erone 1. dati i 3 lati calcolo il Perimetro P= A+B+C 2. dato il perimetro calcolo il Semiperimetro SP=P/2 3. Area Triangolo = RAD.QUAD [SP(SP-A)(SP-B)(SP-C)] il processo sopra descritto prende il nome di ALGORITMO, ovvero è un procedimento che risolve un determinato problema attraverso un numero finito di passi. Proprietà fondamentali degli algoritmi Dalla precedente definizione si evincono alcune proprietà caratteristiche degli algoritmi, che essi devono possedere per essere definiti come tali: ATOMICITA':i passi costituenti devono essere "elementari", ovvero non ulteriormente scomponibili; NON AMBIGUITA':i passi costituenti devono essere interpretabili in modo diretto e univoco dall'esecutore, sia esso umano o artificiale; FINITEZZA: l'algoritmo deve essere composto da un numero finito di passi e richiedere una quantità finita di dati in ingresso; TERMINAZIONE: l'esecuzione deve avere termine dopo un tempo finito; EFFETTIVITA': l'esecuzione deve portare a un risultato univoco; DETERMINISMO: a ogni passo, il successivo deve essere uno e uno solo, ben determinato Esempio: "rompere le uova" può essere considerato un passo elementare di un "algoritmo di cucina" (ricetta), e potrebbe esserlo anche "aggiungere 1 gr di sale"; "preparare il caffè" non può considerarsi legittimo perché ulteriormente scomponibile in sotto-operazioni (accendere il

7 nformatica Dott. Muzzioli Valerio di 3 fuoco, regolare la fiamma, mettere l'acqua nella caffettiera, metterè il caffè...ecc.) e anche perché contenente ambiguità (quanto caffè?)

8 nformatica Dott. Muzzioli Valerio di 1 TIPI DI COMPUTER I PC (personal computer) costituiscono una categoria di calcolatori, ma ne esistono altre. I personal computer si suddividono in 2 tipologie: i PC fissi (DESKTOP) e i PC portatili (NOTEBOOK e NETBOOK). Notebook: un computer portatile dotato di display, tastiera e alimentazione a batteria, tutto integrato nello stesso telaio e caratterizzato da dimensioni e peso ridotti in modo da permetterne un facile trasporto ed un uso in mobilità. Netbook: definisce alcuni particolari computer portatili destinati soprattutto alla navigazione in Internet e videoscrittura e pensati soprattutto per un pubblico non professionale. PC Desktop Notebook - PC portatile MAINFRAME: computer molto sofisticati e costosi con grande potenza di calcolo e dimensioni. Sono utilizzati da molti utenti contemporaneamente (MULTIUTENZA) e sono in grado di svolgere più compiti (MULTITASKING) PDA: personal digital assistant. TERMINALI: è un dispositivo elettronico o elettromeccanico che viene usato per inserire dati all'interno di un computer o di un sistema di elaborazione e riceverli per la visualizzazionepostazioni di lavoro tramite le quali è possibile recuperare informazioni da una unità centrale (Mainframe). Un terminale non ha nessuna capacità di elaborazione dati, pertanto viene definito "computer stupido". Esempio il BANCOMAT. TIPO DI COMPUTER CAPACITA' UTILIZZO COSTO Server/ Mainframe Altissime Aziendale Altissimo (acquisto/manutenzione) Workstation Alte Aziendale/personale Medio/alto PC (desktop) Medio/alte Aziendale/personale Medio PC (portatile) Medio/alte Aziendale/personale Medio Palmari/PDA Medie Aziendale/personale Medio Terminali Basse Aziendale Bassi

9 1 di 5 SEGNALE E CODIFICA DEI DATI Si definisce SEGNALE una funzione che misura nel tempo, il valore assunto/rilevato di una certa grandezza fisica. In riferimento al tempo si definisce: segnale a tempo continuo: l'asse dei tempi può assumere un qualsiasi valore reale e il il valore della grandezza può essere misurato in qualsiasi istante. un segnale continuo non è funzione di una variabile discreta; segnale a tempo discreto: l'asse dei tempi assume solo valori discreti (serie di tempi scelti nel dominio dei numeri interi), ad esempio 1, 2, 3... Un segnale discreto non è funzione di una variabile continua La quantità di informazione trasportata da un segnale continuo di una certa durata è maggiore rispetto a quella trasportata da un segnale discreto di uguale durata. Si definisce SEGNALE ANALOGICO un segnale che può assumere infiniti valori nel campo di variabilità del segnale stesso (a). E' paragonabile ad una onda in grado di trasmettere un ampio spettro di informazioni. Le grandezze (informazioni) variano con continuità nel tempo dando la possibilità di misurare più valori. ll corpo umano è in grado di percepire segnali analogici ovvero segnali che variano gradatamente e con continuità nel tempo (dolore, calore, ecc.): infatti noi non percepiamo soltanto i punti massimi e minini delle onde, ma anche i punti intermedi. Si definisce SEGNALE DIGITALE (b) un segnale discreto che può assumere soltanto valori appartenenti ad un insieme discreto (b) Un caso particolare si ha quando i valori possibili sono due: in tal caso si parla di segnale digitale binario (c). Il segnale può assumere solo 2 stati (acceso/spento) e viene utilizzato in relazione ad una grandezza che varia fra un insieme finito di possibili stati in maniera discreta (cioè dove ogni stato è ben distinti dagli altri) Si deve osservare che quasi sempre i destinatari di un sistema di comunicazione sono esseri umani, la cui capacità di acquisire conoscenza è basata principalmente sui sensi della vista e dell udito; per tale motivo, la maggior parte dei sistemi di telecomunicazione è destinato alla trasmissione di immagini fisse o in movimento e suoni, classificate con il generico termine di dati. I dispositivi atti a trasformare i diversi tipi di informazione dalla forma fisica originaria a quella elettrica, e viceversa, sono denominati trasduttori; la relativa operazione è definita trasduzione.

10 2 di 5 L' ELABORAZIONE DIGITALE dei dati consiste nel gestire e rappresentare i dati stessi (numeri, testo, suoni, immagini) tramite cifre binarie in modo che possono essere elaborate da un computer. Nella elaborazione digitale, le informazioni vengono rappresentate in FORMA DIGITALE utilizzando i simboli 0 e 1, ovvero i simboli di un sistema algebrico noto come SISTEMA BINARIO. Pertanto è necessario CONVERTIRE il dato dal suo formato a quello digitale prima di elaborarlo. Informazione audiovisiva Le grandezze fisiche che determinano il contenuto di una immagine corrispondono alla intensità e colore della luce emessa da ciascun punto dell immagine (fig. 2.4a); se tali caratteristiche sono variabili nel tempo, ne risulta un immagine in movimento (fig. 2.4b). La grandezza fisica associata ad un suono consiste invece nella variazione nel tempo, rispetto al valore a riposo, della pressione presente in un mezzo elastico (fig. 2.4c). Poiché le grandezze fisiche associate ad immagini e suoni possono variare con continuità entro il loro campo di definizione, l informazione audiovisiva ha una natura originaria di tipo analogico. Per trasmettere a distanza un immagine fissa, risulta necessario utilizzare un opportuno dispositivo che, mediante una scansione, ne trasformi il contenuto in un segnale elettrico variabile nel tempo (fig. 2.4a1); analogamente un immagine in movimento deve essere trasformata, ad es. mediante una videocamera, in un segnale video variabile nel tempo, che rappresenti una sequenza di immagini (quadri) distanziate da un piccolo intervallo temporale (fig. 2.4b). Nel caso di un suono la trasduzione è più semplice, poiché è sufficiente produrre, mediante un microfono, un segnale audio avente lo stesso andamento di quello acustico (fig. 2.4c). Mediante i segnali elettrici rappresentati in fig. 2.4, le informazioni audiovisive possono essere trasmesse ad un ricevitore remoto, dove solitamente sono riportate nella forma originaria da opportuni trasduttori inversi (fig. 2.5).

11 3 di 5 Dati La generica categoria dei dati include qualsiasi messaggio definito da una sequenza di simboli, il cui insieme di appartenenza, numericamente limitato, è denominato alfabeto o codice. L alfabeto utilizzato può essere più o meno ampio, e dipende dal tipo di informazione e dal metodo di codifica, come esemplificato in tab Un certo dato può essere rappresentato fisicamente nelle forme più diverse: se memorizzato su un supporto ( carta, microfilm,supporto magneto-ottico), rappresenta un informazione che non varia nel tempo. se va comunicato a distanza, è necessario rappresentare il dato da trasferire mediante un segnale elettrico variabile nel tempo; il modo più semplice di realizzare tale operazione consiste nell associare un certo valore di tensione a ogni simbolo dell alfabeto. Poiché l insieme dei simboli è limitato, il dato è rappresentato mediante un segnale digitale, la cui trasmissione realizza il trasferimento del dato stesso. Sebbene sia plausibile rappresentare e trasmettere un dato a N simboli mediante un segnale a N livelli, tale metodo è operativamente inapplicabile, in quanto manca di universalità (diversi dati hanno alfabeti con diverso numero di simboli), e implicherebbe, ove il numero di simboli fosse molto alto, complessità circuitali inaccettabili e ridotta distanza tra i livelli con conseguente difficoltà di riconoscimento da parte del ricevitore. In un SISTEMA BINARIO vengono utilizzati solo 2 simboli per definire il valore di una informazione: i simboli 0 e 1 rappresentano l'unità di informazione poiché definiscono una risposta priva di ambiguità, cioè uno stato ben definito, (Si/No, Vero/Falso) a qualsiasi interrogazione. Esempi: l'accensione / spegnimento di una lampada, l'estrazione di una pallina bianca o nera da un'urna, la presenza o assenza di un foro su un nastro perforato sono esempi di realizzazione tecnica di un sistema binario. Con il termine "BIT" si definisce la più piccola unità di informazione rappresentabile che può assumere soltanto due valori: 0 oppure 1.

12 4 di 5 Accodando 8 bit si costruisce 1 BYTE. Per tale motivo, la trasmissione a distanza di un dato in forma elettrica si basa sulla codifica binaria, che, nella modalità più semplice, avviene mediante la seguente procedura: viene determinato un numero n di bit da associare a ciascun simbolo, salvaguardando che il numero delle possibili combinazioni 2n sia maggiore o uguale a quello dei simboli dell alfabeto; a ogni simbolo dell alfabeto viene associata una sequenza di cifre binarie (fig. 2.8a), in modo tale da codificare l intero messaggio con una serie di bit (fig. 2.8b); la sequenza di bit ottenuta viene rappresentata mediante un segnale digitale binario discontinuo nel tempo (fig. 2.8c), la cui trasmissione realizza il trasferimento del dato. Tale metodo rende i sistemi di trasmissione dati universali, poiché qualsiasi tipo di dato viene codificato in forma binaria; oltre a ciò, assicura la minore complessità circuitale possibile e la massima affidabilità, dato che i dispositivi si trovano ad operare con il più semplice segnale digitale esistente, e cioè quello a due livelli. Quanti e quali sono i possibli valori che un 1 byte può assumere? se 2 sono i possibili stati (0,1) che un bit può assumere e 8 sono bit che vanno a comporre un byte, allora 2^8= 256 sono le possibili combinazioni (valori) che un byte può assumere Unità di misura dell'informazione: Bit, Byte e multipli 1 bit = unità minima di informazione (vale 0 oppure 1) 1 byte= 8 bit 1 Kilobyte (KB) = 1024 byte 1 Megabyte (MB) = 1024 Kilobyte (circa 1 milione di byte) 1 Gigabyte (GB) = 1024 Megabyte (circa 1 miliardo di byte) 1 Terabyte (TB) = 1024 Gigabyte (circa mille miliardi di byte) La maggior parte dei computer usa pacchetti di 8 bit, ovvero un byte, per rappresentare un simbolo alfanumerico, cioè un carattere (lettera, numero, simbolo).

13 5 di 5 ATTENZIONE!!! - Quale è la differenza tra Mb e MB??

14 nformatica Dott. Muzzioli Valerio di 3 I CODICI DI RAPPRESENTAZIONE DEI CARATTERI Gli elaboratori sono costituiti fondamentalmente da un insieme di circuiti elettronici digitali: pertanto al loro interno sono soltanto due i possibili stati: acceso (c'è corrente) o spento (non c'è corrente). Sono quindi ammissibili solo due valori, convenzionalmente fissati in 0 e 1, detti BIT : il passaggio di corrente è contraddistinto dal numero 1, mentre l'assenza di corrente è rappresentata con lo 0. Affinchè ci sia comunicazione tra il "LINGUAGGIO UMANO" (costuitito da lettere, numeri e simboli) e il "LINGUAGGIO MACCHINA" (costuito da 2 simboli, 0 e 1), si rende necessaria una CONVERSIONE DI LINGUAGGIO che implica una TRADUZIONE DEI SIMBOLI. Mediante combinazioni di vari bit è possibile rappresentare, l'insieme di lettere, dei numeri e dei simboli normalmente utilizzati dall'uomo: per soddisfare tutte le esigenze di rappresentazione si è scelto di utilizzare 8 bit (ovvero 1 Byte) per l'identificazione di un carattere, in modo da disporre di 2^8 = 256 combinazioni. Per esempio la lettera A può essere rappresentata come ; la lettera B come ; la lettera C come e così via, fino a codificare tutti i possibili caratteri. Con un gruppo di 8 bit, cioè 1 Byte, si ottiene la rappresentazione binaria di un carattere. Quando si digita un carattere sulla tastiera, il computer converte quel carattere in una sequenza di bit che utilizzerà per tutta la durata della elaborazione. Al termine di questa operazione, le sequenza di bit verrà riconvertita in un carattere interpretabile dall'uomo. CONVERSIONE DEI NUMERI IN BYTE CONVERSIONE DEI CARATTERI IN BYTE La tabella ASCII (American Standard Code for Information Interchange) è un codice convenzionale usato per la rappresentazione dei caratteri di testo attraverso i byte: ad ogni byte viene fatto corrispondere un diverso carattere della tastiera (lettere, numeri, segni). In realtà lo standard ASCII copre solo i primi 128 byte (da a ), i successivi byte fino al 256 costituiscono la tabella ASCII estesa che presenta varie versioni a carattere nazionale.

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17 1 di 2 DA BASE 10 A BASE CONVERSIONE NUMERICA La conversione di un numero da base 10 a base 2 si ottiene dividendo il numero per 2 fino ad ottenere un quoziente inferiore a 2; si registrano i resti delle divisioni e l'ultimo quoziente; il numero viene rappresentato scrivendo l'ultimo quoziente e riportando, a ritroso, i resti delle divisioni. Questa procedura puo essere utilizzata per convertire qualsiasi numero dato in base 10, in altra base: il divisore sarà il numero utilizzato per quella determinata base. Supponiamo di avere un numero decimale per esempio il 845 e vogliamo trasformarlo nel sistema binario. Applichiamo il metodo delle divisioni successive: Se mettiamo in ordine i resti ottenuti partendo dall'ultimo e mettendolo come primo a sinistra, otteniamo: che è un numero binario che è uguale a 845 in decimale. DA BASE 2 A BASE 10 La conversione di un numero da base 2 a base 10 si ottiene moltiplicando ogni cifra, partendo dall'ultima a destra, per la potenza di 2 che gli corrisponde (all'ultima cifra corrisponde 2^0 cioè 1, alla penultima 2^1, alla terzultima 2^2 e così via) e sommando i risultati.

18 2 di 2 Altri esempi:

19 nformatica Dott. Muzzioli Valerio di 3 SCHEDA MADRE (MOTHERBOARD) COMPONENTI HARDWARE Contenuta all'interno del cabinet (case) del PC, si tratta di una scheda a circuito stampato che ha il compito di collegare meccanicamente ed elettricamente tutti i componenti che vengono connessi ad essa. Coordina il lavoro di ogni singolo componente e permette la comunicazione tra gli stessi. Su di essa è ricavata la sede della CPU (processore). CPU (PROCESSORE) Central Processing Unit è il microprocessore del computer, ovvero cuore e cervellodel PC in quanto si occupa delle operazioni di calcolo. Il funzionamento della CPU è scandito da un orologio di sistema che genera milioni di impulsi al secondo. La velocità di una CPU si misura in GHz (Gigahertz). 1 Hz = 1 ciclo al secondo --> processore ponte = elevata velocità di elaborazione. MEMORIA ROM e RAM Memoria ROM: è una memoria permanente (situata sulla scheda madre) e il suo contenuto non è modificabile (cioè è una memoria di sola lettura) se non cambiando il chip elettronico. Contiene le informazioni di base necessarie per far eseguire al computer le operazioni di avvio.

20 2 di 3 Memoria RAM: memoria veloce e di ridotta capacità di memorizzazione (capacità da 1 GB, a oltre 16 GB) nella quale vengono memorizzati i dati per essere passati alla CPU, e dove la CPU memorizza i dati elaborati. E' una memoria VOLATILE, cioè non è in grado di conservare i dati allo spegnimento del computer. La memoria RAM viene utilizzata come "memoria di passaggio" per le informazioni che transitano dall'hard disk alla CPU e viceversa. MEMORIE DI MASSA Memoria di MASSA: memoria di grande dimensione, ma più lenta nel recuperare i dati, capace di memorizzare grandi quantità di dati in maniera permanente. Hard disk, CdRom, DVD, nastri magnetici sono esempi di memoria di massa. Occorre distinguere tra: - DISPOSITIVO DI MEMORIZZAZIONE - SUPPORTO DI MEMORIZZAZIONE ogni supporto si differenzia dagli altri per: CAPACITA' DI MEMORIZZAZIONE VELOCITA' DI ACCESSO AI DATI (milli o nano secondi) MODALITA' DI ACCESSO AI DATI (sequenziale o casuale) HARD DISK Un disco rigido, anche chiamato disco fisso o hard disk drive (HDD) è un dispositivo di memoria di massa che utilizza uno o più dischi magnetici per l'archiviazione dei dati. E' costituito da uno o più piatti in rapida rotazione, realizzati in alluminio o vetro, rivestiti di materiale ferromagnetico e da due testine per ogni disco (una per lato), le quali, durante il funzionamento "volano" alla distanza di poche decine di nanometri dalla superficie del disco leggendo e scrivendo i dati. La testina è tenuta sollevata dall'aria mossa dalla rotazione stessa dei dischi. I valori standard di rotazione sono 5.400, 7.200, e giri al minuto. Struttura interna di un HDD La testina di un HDD

21 3 di 3 La capacità di memorizzazione, che definisce la quantità di informazioni che il supporto di memorizzazione è in grado di memorizzare, si esprime in multipli di Byte: MegaByte e/o GigaByte: CdROM: 650 o 700 MB DVD: 4,7-5,2 GB Hard disk: fino a 4 TB Nastro: fino a 6.52 TB

22 nformatica Dott. Muzzioli Valerio di 2 PERIFERICHE E CONNESSIONI Una periferica è un dispositivo hardware collegato al computer (talvolta controllato da un proprio microprocessore), le cui funzioni sono controllate dal sistema operativo attraverso i relativi driver. La prima volta che si collega una periferica al PC, bisogna in generale seguire alcuni passi per l'installazione, magari utilizzando il CD di installazione in dotazione contenente i driver della periferica. Le periferiche con collegamento USB sono le uniche che non richiedono un CD di installazione. Periferiche INTERNE ed ESTERNE: le periferiche interne sono quelle presenti all'interno del PC agganciate direttamente alla scheda madre (scheda video, audio, di rete) o connesse con un cavo (hard disk, CD, DVD); le periferiche esterne si trovano al di fuori del PC (mouse, tastiera, ecc) e sono connesse a questo tramite un cavo o altro tipo connessione wireless. DRIVER: un driver è l'insieme di procedure, che permette ad un sistema operativo di pilotare un dispositivo hardware senza sapere come esso funzioni, ma dialogandoci attraverso un'interfaccia standard, gestendo opportuni i registri del controllore della periferica. In questo modo hardware diverso costruito da produttori diversi può essere utilizzato in modo intercambiabile. Ne consegue che un driver è specifico sia dal punto di vista dell'hardware che pilota, sia dal punto di vista del sistema operativo per cui è scritto. Non è possibile utilizzare driver scritti per un sistema operativo su uno differente, perché l'interfaccia è generalmente diversa. Il driver è scritto solitamente dal produttore del dispositivo hardware, dato che è necessaria un'approfondita conoscenza dell'hardware per poter scrivere un driver funzionante. A volte, i driver vengono scritti da terze parti sulla base della documentazione tecnica rilasciata dal produttore, se questa è disponibile. PERIFERICHE DI INPUT : PERIFERICHE DI OUTPUT: Tastiere Mouse Trackball Lettore di codici a barre Scanner Monitor Stampanti Videoproiettori Plotter PERIFERICHE di INPUT/OUTPUT (I/O) periferiche di INPUT: dispositivi che consentono l'immissione di dati periferiche di OUTPT: dispositivi usati dal PC per mostrare i dati periferiche di INPUT/OUTPUT: dispositi che hanno una doppia funzionalità (Hard disk, scheda audio, MODEM, chiavette USB, ecc). CONNESSIONI DELLE PERIFERICHE AL PC Porta seriale Le porte seriali (porte asincrone o RS232) sono in grado di iniviare un bit alla volta; pertanto la comunicazione è lenta. Usate un tempo per la connessione dei modem e dei mouse. Porta parallela Le porte parallele (dette anche LPT) vengono usate per il collegamento delle stampanti in quanto sono in grado di inviare una maggiore quantità di informazione, trasmettendo infatti 8 bit alla volta. La porta parallela è ormai considerata obsoleta: si preferiscono altri standard di comunicazione come l'usb (seriale e quindi di minore ingombro, più veloce e multifunzione). Porta USB L'Universal Serial Bus (USB) è uno standard di comunicazione seriale che consente di collegare diverse periferiche ad un computer. È stato progettato per consentire a più periferiche di essere connesse usando una sola interfaccia standardizzata ed un solo tipo di connettore, e per migliorare la funzionalità plug-and-play consentendo di collegare/scollegare i dispositivi senza dover riavviare il computer (hot swap).

23 nformatica Dott. Muzzioli Valerio di 2 Il sistema USB consiste in un singolo gestore e molte periferiche collegate da una struttura ad albero attraverso dei dispositivi chiamati hub (concentratori), supportando fino a 127 periferiche per gestore. La lunghezza massima che può avere il cavo, senza che il segnale diventi troppo debole, è pari a 5 m. USB può collegare periferiche quali mouse, tastiere, memoria di massa a stato solido e a disco rigido, scanner d'immagini, macchine fotografiche digitali, stampanti, casse acustiche, microfoni e altro ancora. Per i componenti multimediali ormai lo standard USB è il metodo di collegamento più utilizzato mentre nelle stampanti sopravvivono ancora molti modelli dotati anche di porta parallela per questioni di compatibilità. Velocità di trasferimento (prestazioni teoriche) USB 1.0: 1,5 Mbit/s, (0,1875 MB/s) - velocità adeguata per mouse, tastiere e dispositivi lenti. USB 1.1: 12 Mbit/s, (1,5 MB/s) USB 2.0: 480 Mbit/s, (60 MB/s) USB 3.0: 4,8 Gbit/s, (600 MB/s) USB 3.1: 10 Gbit/s, (1,26 GB/s) Bluetooth Bluetooth è una specifica industriale per reti personali senza fili: fornisce un metodo standard, economico e sicuro per scambiare informazioni tra dispositivi diversi attraverso una frequenza radio sicura (frequenze libere di 2,45 Ghz) a corto raggio (da 1 a 100 metri). Bluetooth cerca i dispositivi entro un raggio di qualche decina di metri, tali dispositivi sono coperti dal segnale e li mette in comunicazione tra di loro. Questi dispositivi possono essere ad esempio palmari, telefoni cellulari, personal computer, portatili, stampanti, fotocamere digitali, console per videogiochi. Velocità di trasmissione Versione 1.1 e 1.2 del Bluetooth gestisce velocità di trasferimento fino a 723,1 kbit/s. Versione 2.0 gestisce una modalità ad alta velocità che consente fino a 3 Mbit/s. Versione 3.0 gestisce una modalità ad alta velocità che consente fino a 24 Mbit/s.

24 1 di 1 SOFTWARE: DEFINIZIONE E CATEGORIE ll termine SOFTWARE (soft=morbido, ware=oggetto) indica un programma o un insieme di programma in grado di far funzionare un computer, intenso come componente hardware. I software possono essere classificati secondo diverse caratteristiche: funzionalità (video scrittura, foglio elettronico, database, browser ecc) grado di apertura (open source o commerciale) tipo di sistema operativo (i software possono girare su Linux, MacOs, Unix o WIndows) I software possono essere divisi in quattro categorie principali: Software operativo o di sistema (comprende Sistemi operativi, Compilatori, Librerie) Driver Firmware (cioè i software contenuti direttamente nell'hardware e che ne regolano le funzioni interne) Software o Programmi applicativi (cioè tutti quei software che vengono utilizzati per il lavoro quotidiano: dai programmi per l'ufficio, ai videogiochi). Le categorie del software Software operativo (sistema operativo): racchiude tutte le informazioni necessarie per il funzionamento del computer e gestisce tutte le funzioni di base del computer stesso. E' costituito da un insieme di programmi che consentono la gestione e l'utilizzo di tutte le risorse del computer da parte dell'utente finale. Senza il sistema operativo, la componente hardware sarebbe del tutto inutilizzata poichè viene a mancare "l'addetto al funzionamento". Su un computer possono essere installati più sistemi operativi, ma ne può funzionare soltanto uno alla volta. Software applicativo (programma applicativo): insieme di applicazioni create dall'uomo che permettono di svolgere un ben determinato compito. La loro funzione principale è quella di elaborare dati forniti dall'utente.

25 1 di 1 FUNZIONE DEL SISTEMA OPERATIVO Struttura a STRATI del computer Il Sistema Operativo si interpone tra la componente hardware e il software applicativo COMPITI DEL SISTEMA OPERATIVO: Applicazioni: Avvio del sistema Gestione dei processi (elaborazione dati e CPU) Gestione della memoria centrale (RAM) Gestione del multitasking e della multiutenza (gestione degli utenti e dei compiti richiesti) Gestione del file system Gestione del sistema di Input/Output (I/O) Gestione della memoria secondaria (dischi) Gestione del networking Interprete dei comandi e g estione delle applicazioni Gestione della sicurezza del sistema e delle informazioni (operazioni di backup, crittografia dei dati) software applicativi utente (persona fisica) utente (altro computer) Dal punto di vista UTENTE, il S.O. fornisce servizi per: l'esecuzione di programmi la manipolazione del file system la gestione dei dispositivi di I/O) la comunicazioni tra processi il rilevamento di errori Dal punto di vista del SISTEMA DI ELABORAZIONE, il S.O. gestisce risorse: CPU memoria centrale e secondaria file system sistema di I/O networking hardware di protezione

26 1 di 2 STRUTTURA DI UN SISTEMA OPERATIVO STRUTTURA E TIPI DI SISTEMI OPERATIVI Un generico sistema operativo moderno si compone di alcune parti standard ben definite: Il kernel: il kernel fornisce le funzionalità di base per tutte le altre componenti del sistema operativo, che assolvono le loro funzioni servendosi dei servizi che esso offre. Il gestore di file system: si occupa di esaudire le richieste di accesso alle memorie di massa. Viene utilizzato ogni volta che si accede a un file su disco, e oltre a fornire i dati richiesti tiene traccia dei file aperti, dei permessi di accesso ai file. Inoltre si occupa anche e soprattutto dell'astrazione logica dei dati memorizzati sul computer (directory, ecc). Un gestore di memoria virtuale, che assegna la memoria RAM richiesta dai programmi e dal sistema operativo stesso, salva sulla memoria di massa le zone di memoria temporaneamente non usate dai programmi (swap) e garantisce che i dati swappati vengano riportati in memoria se richieste. Uno scheduler che scandisce il tempo di esecuzione dei vari processi e assicura che ciascuno di essi venga eseguito per il tempo richiesto. Lo scheduler gestisce anche lo stato dei processi e può sospenderne l'esecuzione nel caso questi siano in attesa senza fare nulla. Uno spooler che riceve dai programmi i dati da stampare e li stampa in successione, permettendo ai programmi di proseguire senza dover attendere la fine del processo di stampa. Una interfaccia utente (shell o GUI) che permette agli esseri umani di interagire con la macchina. SISTEMI MULTITASK Durante la fase di elaborazione si presentano spesso "tempi morti" della CPU, durante i quali questa resta in attesa di che si verifichi un evento (attesa di lettura/scrittura dati su disco o in memoria, ricezione di un comando utente, ecc.) Si può quindi usare questi tempi "morti" per far eseguire un altro programma. Questo fanno i sistemi operativi multitasking, cioè dotati di uno scheduler che manda in esecuzione più processi (esecuzioni di programmi), assegnando a turno la CPU a ognuno e sospendendo l'esecuzione dei programmi in attesa di un evento esterno finché questo non si verifica. Dovendo ospitare in memoria centrale più programmi nello stesso tempo, i sistemi multitask hanno bisogno di più memoria rispetto a quelli monotask: perciò questo tipo di sistemi operativi è quasi sempre dotato di un gestore di memoria virtuale. Inoltre, con più programmi simultaneamente attivi, il controllo delle risorse hardware diventa una reale necessità e non è più possibile farne a meno. SISTEMI MULTIUTENTE Se un computer può far girare più programmi contemporaneamente, allora può anche accettare comandi da più utenti contemporaneamente: in effetti dal multitasking alla multiutenza il passo è molto breve, ma fa sorgere una serie di nuovi problemi dal punto di vista della sicurezza del sistema: come distinguere i vari utenti tra loro, come accertarsi che nessun utente possa causare danni agli altri o alla macchina che sta usando. Questi problemi si risolvono assegnando un account univoco per ogni utente, assegnando un proprietario ai file ed ai programmi e gestendo un sistema di permessi per l'accesso ad essi, e prevedendo una gerarchia di utenti (cioè di account) per cui il sistema rifiuterà tutti i comandi potenzialmente "pericolosi" e li accetterà soltanto se impartiti da un utente in cima alla gerarchia, che è l'amministratore del sistema (generalmente l'account root nei sistemi Unix, Administrator nei sistemi Windows). Ambiente Microsoft MS-DOS Windows 3.1 Apple Macintosh UNIX/Linux (varie distribuzioni) Altri sistemi operativi

27 2 di 2 Windows 95/98 Windows ME Windows NT Windows 2000 Windows Windows Vista Windows 7 Windows 8 INTERFACCIA UTENTE TESTUALE INTERFACCIA UTENTE GRAFICA

28 1 di 1 SOFTWARE APPLICATIVI Il software applicativo nasce per svolgere un determinato compito e NON si occupa della gestione delle risorse del computer (periferiche comprese), ma inoltra ogni sua richiesta al Sistema Operativo che la accoglie e la gestisce. (es. stampa di una pagina). Di fatto, se su un computer ci fosse installato solo il sistema operativo, questo funzionerebbe perfettamente ma l'utente non sarebbe in grado di farci nulla. Indicativamente potremmo dividere i software applicativi in 5 categorie: - Utilità di Sistema: programmi che servono per migliorare la gestione e la sicurezza della macchina, come ad esempio gli antivirus, programmi per l'ottimizzazione delle risorse, per il controllo dello stato del sistema, la ripulitura dell'hard disk, ecc. - Office Automation: programmi di ausilio nei normali lavori d'ufficio, quali creazione e elaborazione di testi (word processor), gestione di basi di dati (database), fogli di calcolo, posta elettronica, navigazione in Internet, ecc. - Applicazioni aziendali: programmi creati per le necessità specifiche delle aziende, ad esempio i programmi per la fatturazione o per la gestione del personale, dei magazzini, dei macchinari industriali. Spesso si tratta di programmi creati ad hoc da aziende di produzione software. - Strumenti di sviluppo: programmi per la creazione di oggetti multimediali (pagine Web, animazioni e CD interattivi), elaborazione audio/video/immagini, programmi che servono per la creazione di nuovi applicativi (authoring tools). - Giochi e svago: giochi, emulatori, lettori audio e video. Tipologie di software applicativi: Elaborazione di testo (Microsoft Word, Latex, Page Maker, Xpress,...) Fogli elettronici (Excel, Lotus,...) Elaboratori di presentazioni (PowerPoint,...) Gestori di DataBase (Access, FileMaker, Oracle,...) Navigatori Internet - Browser (Internet Explorer, Netscape Navigator, Opera, Morzilla,...) Gestori di Posta Elettronica (Outlook, Eudora, Pegasus,...) Software di fotoritocco (Photoshop, Paint Shop, Corel Draw,...)...

29 1 di 3 COMUNICARE CON IL PC La comunicazione tra uomo e computer avviene tramite una INTERFACCIA UTENTE. Interfaccia = superficie tra due spazi di cui ne costituisce la connessione Tipi di interfaccia: TESTUALE e GRAFICA INTERFACCIA TESTUALE INTERFACCIA A MENU E SOTTOMENU

30 2 di 3 FINESTRA DI DIALOGO

31 3 di 3

32 1 di 3 LA GRAFICA AL PC Lo sviluppo di applicazioni multimediali sempre più sofisticate, hanno fatto si che la scheda grafica del PC sia diventata uno dei componenti fondamentali del sistema; le attuali schede video sono dotate di una propria memoria ROM e RAM, ed anche di un proprio video chip (processore) per l'elaborazione delle informazioni. La scheda video riceve informazioni su ciò che deve essere visualizzato dalla CPU, elabora le informazioni attraverso il proprio video chip e la propria memoria RAM, trasforma le informazioni elaborate in segnali da inviare al monitor, che visualizzerà poi le immagini. Le schede video presenti nei computer sono chiamate SVGA (Super Video Grafic Array): con questa sigla si fa riferimento ad una serie di standard grafici, che rendono possibile la visualizzazione di immagini alta risoluzione Le immagini generate dal computer, cioè IMMAGINI DIGITALI, possono essere definite da una tabella a 2 dimensioni di numeri interni non negativi, ciascuno dei quali viene rappresentato all'interno di una cella di una tabella. Ogni cella, ovvero ogni quadratino che va a comporre l'immagine si definisce PIXEL (picture element). Maggiore è il numero di pixel utilizzati per ottenere l'immagine, maggiore sarà la qualità dell'immagine. La qualità di una immagine visualizzata sul monitor o stampata su carta è chiamata RISOLUZIONE DELL'IMMAGINE ed è definita dal numero di punti per pollice (dpi, dots per inc). La risoluzione di un dispositivo è determinata dal numero di pixel che utilizza per formare l'immagine. La risoluzione dello schermo è il numero dei pixel orizzontali e verticali presenti o sviluppabili in uno schermo: una risoluzione di 1024x768 ad esempio indica che l'immagine sul monitor è formata da 1024 colonne e 768 righe. Esempi di risoluzione alta, media e bassa di una immagine La risoluzione di una stampante è data dal numero di punti che è in grado di stampare in un pollice: stampanti inkjet da 100 a 1200 dpi, stampanti laser da 300 a 1200 dpi, macchine tipografiche dpi. Il NUMERO DI COLORI che ogni pixel può assumere (definita "profondità di colore") dipende dal numero di bit uilizzato per memorizzare i dati in ogni pixel (bit per pixel bpp) Esempio: se ad ogni pixel viene assegnato 1 bit, allora il pixel potrà assumere solo 2 colori, cioè bianco o nero. Se ad ogni pixel vengono assegnati 8 bit, cioè 1 byte, allora il pixel potrà assumere 256 colori diversi. Con 24 bit per pixel, si arriva a 16 milioni di colori. 1 bit per pixel (2 colori) - grafica monocromatica, spesso in bianco e nero 2 bit per pixel (4 livelli di grigio) - grafica CGA 4 bit per pixel (16 colori) - grafica VGA standard a bassa risoluzione 8 bit per pixel (256 colori o livelli di grigio) - grafica VGA ad alta risoluzione, Super VGA 16 bit per pixel ( colori) - grafica Super VGA 24 bit per pixel ( colori) - modello Truecolor (immagini RGB, colori non percettibili dall'occhio umano)

33 2 di 3 Le immagini al tratto o bitmap (1 bit) sono costituite solo da pixel bianchi e neri. Ogni pixel contiene solo 1 bit di informazione. Le immagini in mezza tinta o a toni di grigio (8 bit) riproducono le tonalità e le sfumature utilizzando 256 toni di grigio. Ogni pixel contiene 8 bit di informazione. Le immagini in scala di colore (8bit) utilizzano una riproduzione limitata a 256 colori. Le immagini in scala di colore solitamente vengono utilizzate all'interno di ipertesti o pagine web e in generale se devono essere visualizzate sul monitor del computer. Le immagini RGB (24 bit) riproducono fino a 16,7 milioni di colori disposti in tre canali a 8 bit (256 colori per canale). Le immagini CMYK (32 bit) sono memorizzate in modo tale da risultare divise in quattro colori e quindi predisposte per le stampanti che utilizzano questa modalità. RGB è il nome del modello con vengono definiti e creati i colori sui monitor. Tale modello di colori si basa sui tre colori Rosso (Red), Verde (Green) e Blu (Blue), da cui appunto il nome RGB, da non confondere con i tre colori primari: Rosso, Blu e Giallo. Un'immagine può infatti essere scomposta, attraverso filtri o altre tecniche in questi colori che, miscelati tra loro danno quasi tutto lo spettro dei colori visibili, con l'eccezione delle porpore. L'RGB è un modello additivo: unendo i tre colori con la loro intensità massima si ottiene il bianco (tutta la luce viene riflessa). La combinazione delle coppie di colori dà il cìano, il magenta e il giallo. Il computer comunica al monitor la giusta proporzione di luce necessaria in modo da poter creare qualsiasi colore. Modello RGB

34 3 di 3 Per ogni PIXEL che forma l'immagine viene definita la quantità di colore delle tre componenti principali RGB. Il MONITOR (già definito come periferica di output) riveste un ruolo fondamentale nella visualizzazione dell'immagine. - monitor CRT (Cathod Ray Tube) - monitor LCD (Liquid Cristal Display) La DIMENSIONE DEL MONITOR è espressa in "pollici" e definisce la lunghezza della sua diagonale: esistono monitor da 15, 17, 19, 21, 22 pollici ed oltre. I monitor possono adottare varie risoluzioni di immagine, in relazione alle loro caratteristiche e alla prestazione della scheda video del PC: per un monitor da 15", la risoluzione ottimale è 800x600 pixel, per uno da 17" è 1024x768 pixel. Un monitor LCD

35 nformatica Dott. Muzzioli Valerio di 2 Le immagini digitali sono classificate in due categorie: IMMAGINI BITMAP IMMAGINI VETTORIALI LE IMMAGINI DIGITALI IMMAGINI BITMAP Le immagini bitmap dette anche "immagini raster", utilizzano una griglia di punti (pixel), per rappresentare le immagini. A ciascun pixel di un immagine bitmap sono assegnati una posizione specifica ed un valore di colore: tutte questi dati sono salvati nel file dell'immagine. Ad esempio, un cerchio di tre centimetri è composto da un insieme di pixel presenti in quella posizione, che sono colorati in modo da far apparire un cerchio. Quando si lavora con immagini bitmap si modificano gruppi di pixel invece che oggetti o forme. Vantaggi: elevata definizione delle gamma di colori attribuibili ad ogni pixel; questo tipo di grafica, lavorando con i singoli pixel, consente di ottenere effetti simili a quelli della pittura e grafica tradizionale, eccellente per dare un'illusione di transizione graduale fra i colori, il che la rende migliore per le foto e le immagini realistiche. I programmi di fotoritocco funzionano con immagini a punti, e i ritocchi sono possibili punto per punto. D altra parte l immagine si può ingrandire solo ingrandendo la dimensione del pixel, che può diventare visibile, fino a creare effetti sgradevoli (pixelizzazione). Inoltre per elaborare (spostare, modificare, cancellare) una parte dell immagine occorre letteralmente selezionare alcuni pixel e spostarli, indipendentemente da quello che rappresentano. Svantaggi: questo tipo di immagini sono che occupano molto spazio, rappresentando un numero fisso di pixel risulta che se sono ridimensionate a video o se sono stampate ad una risoluzione superiore a quella per cui sono state create, ovvero quando si devono fare ingrandimenti, l'immagine sfoca perdendo in qualità e formando i tipici bordi a zig zag. IMMAGINI VETTORIALI Gli elementi che compongono l'immagine vettoriale sono definiti mediante mediante un insieme di primitive geometriche che definiscono punti, linee, curve e poligoni (chiamati vettori) ai quali possono essere attribuiti colori e anche sfumature. È radicalmente diversa dalla grafica raster in quanto nella grafica raster le immagini vengono descritte come una griglia di pixel opportunamente colorati. Un quadrato, per esempio, viene descritto in termini dell'area che copre, della lunghezza e dello spessore delle sue linee, dalla sua posizione e cosi via. Un file così strutturato occupa ovviamente molto meno spazio rispetto ad un file in formato bitmap. L'immagine, per essere visualizzata o stampata, viene ricostruita in base alla descrizione presente nel file.; disegnando un cerchio di tre centimetri in un programma vettoriale, il programma crea il cerchio basandosi sulla sua forma e sulle sue dimensioni. Si può quindi spostare, ridimensionare o cambiare il colore del cerchio senza perdere la qualità dell immagine; possono, quindi, essere ingrandite o deformate senza che si creino linee a zig zag. Le immagini vettoriali sono indipendenti dalla risoluzione, non sono cioè definite da un numero fisso di pixel e sono ridimensionate automaticamente in modo da apparire chiare e nitide su qualsiasi periferica di output a qualsiasi risoluzione. Ne risulta che le immagini vettoriali rappresentano la scelta migliore per i caratteri (in particolare di piccole dimensioni) e per illustrazioni particolari quali logo, che richiedono line nitide a qualsiasi dimensione. Vantaggi: possibilità di esprimere i dati in una forma direttamente comprensibile ad un essere umano; possibilità di esprimere i dati in un formato che occupi (molto) meno spazio rispetto all'equivalente raster; possibilità di ingrandire l'immagine arbitrariamente, senza che si verifichi una perdita di risoluzione dell'immagine stessa. Svantaggio: le immagini vettoriali sebbene siano eccellenti per le riproduzione a colori, non sono altrettanto valide per i dettagli più minuti o per la riproduzione di transizioni di colore graduale. Tuttavia, poiché i monitor dei computer sono costituiti da un retino di pixel, sia le immagini vettoriali sia le immagini bitmap sono rappresentate a video come pixel. I programmi per il disegno vettoriale convertono le loro forme in pixel per la visualizzazione.

36 2 di 2 COMPRESSIONE E FORMATI BITMAP La compressione è un metodo che consente di ridurre la dimensione di un file grafico combinando le informazioni sui pixel relative a colori simili e memorizzando tali dati in uno spazio ridotto. L'immagine digitalizzata è costituita da informazione binaria memorizzata in un file; ci sono moltissimi formati grafici con cui possono essere salvati i files rappresentativi delle immagini: i formati grafici di tipo bitmap (BMP, JPEG, GIF, TIFF ecc. ecc.) rappresentano le regole di immagazzinamento e di descrizione dell'informazione contenuta nei files. Questi formati grafici tipo bitmap sfruttano di algoritmi di compressione cioè particolari strumenti matematici in grado di ridurre al minimo indispensabile l'informazione digitale relativa ad una data immagine così da diminuire notevolmente le dimensioni del file. Questa operazione si rende necessaria poichè i file in formato bitmap occupano molto spazio. La compressione è reversibile, pertanto, se un programma ha la capacità di salvare un file in un formato compresso, è anche in grado di leggere i file che sono stati compressi con quel particolare formato, ripristinando l'informazione in essi contenuta, cioè decomprimendoli. FORMATI GRAFICI PIU' USATI DI TIPO BITMAP: BMP è il formato standard di immagini bitmap di Windows su computer DOS e Windows compatibili. Quando si salva un immagine in questo formato si può specificare una profondità di colore compresa fra 1 bit e 24 bit. GIF (Graphics Interchange Format). E' il formato di file comunemente usato per visualizzare grafica e immagini in scala di colore. GIF è un formato che utilizza la compressione LZW sviluppato per ridurre al minimo il tempo di trasferimento dei file sulle linee telefoniche. Il formato GIF costituisce il formato grafico più diffuso sul Web. Anche se può contenere solo 256 colori, il formato GIF offre un buon livello di compressione dell'immagine senza perdita di qualità. Inoltre, i file GIF possono contenere un'area trasparente e più fotogrammi per le animazioni. JPEG (Joint Photographic Experts Group). Questo formato è usato per visualizzare fotografie e altre immagini a tonalità continua e diversamente dal formato GIF mantiene tutte le informazioni. JPEG, è anche una tecnica di compressione dell'immagine di tipo distruttiva ed è il più comune algoritmo di compressione usato. Quando si apre un immagine JPEG, essa viene decompressa automaticamente. Il formato JPEG costituisce un'alternativa al GIF specificamente per le immagini fotografiche. Il formato JPEG supporta fino a 16,8 milioni di colori (24 bit).

37 1 di 1 FILE: DEFINIZIONE E TIPI FILE: contenitore di dati in formato digitale, organizzati secondo uno specifico criterio, tipicamente presenti su un supporto digitale di memorizzazione e leggile solo attraverso uno specifico software (programma). Un file resiede su un supporto di memorirazione (magnetico o di altro tipo) e può essere identificato in base al suo contenuto e da un nome. I FILE di distinguono in: 1. file di DATI 2. file di PROGRAMMA (file eseguibili) i File di dati contengono parole, numeri e immagini (dati utente) che possiamo visualizzare sullo schermo, modificare, salvare ed inviare ad un altro computer. Sono sostanzialmente i file creati dall'utente, contengono informazioni significative per l'utente stesso e sono creati con appositi software applicativi. i File di programma (eseguibili) contengono sequenze ordinate di istruzioni che il computer esegue ed utilizza per elaborare le informazioni. I file vengono individuati in base alla assegnazione di un NOME ed una ESTENSIONE il nome identifica il contenuto del file (esempio TESI.---) facendo capire all'utente cosa contiene il file l'estensione permette di riconoscere con quale software applicativo è stato creato il file e funziona da filtro identificatore del file stesso; infatti indirizza il S.O. alla scelta del software applicativo in grado di elaborarlo.

38 1 di 1 I NOMI DEI FILE Ogni file deve avere un nome composto da un insieme di lettere e numeri che lo identificano in modo univoco, ed ha la seguente struttura: nome.estensione Il nome di un file deve rispettare certe regole, affinchè possa essere valido e quindi assegnato al file DOS e Win 3.1 Win 9X-Me NT- XP-Vista-7, 8, 8.1 Mac Unix lunghezza massima 8 caratteri NOME 3 caratteri ESTENSIONE 255 caratteri 32 car. 14 car. spazio permesso no si si no cifre permesse si si si si caratteri non validi si si no si parole non ammesse si si no si case sensitive no no no si In un nome di file non è possibile utilizzare i caratteri seguenti: \ /? : * " > < TIPO FILE (ESTENSIONE) Il termine estensione è una cattiva traduzione dell'inglese "extension", che significa suffisso, e indica una breve sequenza di caratteri alfanumerici aggiunti dopo il nome di un file e separati da quest'ultimo da un punto. L'estensione permette all'utente di un computer, e al il sistema operativo di capire che cosa contiene il file e stabilire quale software applicativo occorre per accedere al file. Esistono estensioni "comuni", come quelle sotto elencate, oppure estensioni "proprietarie", ovvero estensioni che vengono attribuite ad un file solo se questo viene creato tramite uno specifico software applicativo. Estensioni comuni testo (.TXT) audio (.MP3.WAV.RAM) eseguibile (.EXE.COM) procedure batch (.BAT) file grafico (.JPG.GIF.TIF.PNG.BMP..) file compresso (.ZIP.ARJ.TGZ) File con estensioni particolari (*.ZIP, *.ARJ, *.TAR) sono "file compressi" ovvero contengono dati in forma compattata; la compressione si ottiene tramite opportuni algoritmi che agiscono sulle informazioni (caratteri, simboli) ripetuti. Esistono diverse utility in grado di comprimere e decomprimere un file. Estensioni proprietarie che identificano univocamente il file.doc --> Microsoft WORD.XLS --> Microsoft EXCEL.PPT --> Microsoft POWERPOINT.MDB --> Microsoft ACCESS.PSD --> Adobe PHOTOSHOP.PDF --> Adobe ACROBAT

39 nformatica Dott. Muzzioli Valerio di 2 MEMORIZZARE DATI DA COSI' A COSI' Memorizzazione logica: Memorizzazione fisica: Tecnologie di memorizzazione fisica dei dati: Supporto di memorizzazione: Dispositivo di memorizzazione: definizione di uno schema logico tramite il quale i file (dati) vengono organizzati nelle memoria di massa, rendendo possibile anche il successivo recupero. metodo con cui i dati vengono fisicamente trasferiti e conservati sul supporto di memorizzazione. Tale metodo si differenzia in base la supporto di memorizzazione usato. magnetica, ottica, magneto-ottica hard-disk, CD-ROM, DVD, chiave USB componente hardware che provvede alla scrittura e/o alla lettura delle informazioni sul supporto di memorizzazione Caratteristiche dei dispostivi di memorizzazione: - Capacità: quantità di caratteri memorizzabili (Byte e multipli del byte (Kilobyte, Megabyte, Gigabyte)) - Tempo di accesso ai dati per un hard disk: somma dei successivi tempi (in millisecondi)

40 2 di 2 Seek time (tempo di ricerca): è il tempo necessario a spostare la testina sulla traccia; è il fattore più critico poiché si tratta di un movimento meccanico e non di un impulso elettrico; questo fa sì che non si possa scendere al di sotto di qualche decina di millisecondo; Assessment time (tempo di assestamento): è il tempo necessario all'assestamento della testina sulla traccia dopo lo spostamento; spesso viene inglobato nel 'Seek time; Latency time (tempo di latenza): (anche rotational latency) è il tempo necessario perché, a causa della rotazione del disco, l'inizio del settore desiderato arrivi a trovarsi sotto la testina; Rotational time (tempo di rotazione): è il tempo necessario al settore per passare sotto la testina, tempo durante il quale il settore viene letto o scritto.

41 1 di 1 HARD DISK Struttura dell'hard disk serie di piatti testine multiple unico motore Capacità: fino a 1 TB PRO: struttura ad accesso casuale rapido accesso grande capacità resistenza all'uso lettura simultanea CONTRO: difficile trasporto costo Formattazione La FORMATTAZIONE è una operazione tramite la quale si prepara per l'uso un supporto di memorizzazione di massa, come ad esempio un disco fisso o una sua partizione, per renderlo idoneo all'archiviazione di dati, impostando la struttura del file system che vi verrà creato sopra. L'operazione consiste nel dividere la capacità del disco in una serie di blocchi di uguali dimensioni e fornire una struttura logica in cui verranno scritte le informazioni che permetteranno l'accesso ai dati desiderati. La formattazione definisce sul disco dei settori e delle tracce concentriche in maniera logica, non fisica, rendendo possibile la scrittura e la lettura dei dati sul supporto di memorizzazione. Solo gli hard disk ed i floppy disk devono essere formattati prima dell'uso. Un CD o un DVD non richiede la formattazione.

42 1 di 2 LA MEMORIZZAZIONE OTTICA Supporto di memorizzazione: Compact Disc o DVD Dispositivo di scrittura: Masterizzatore Dispositivo di lettura: lettore di CD-Rom o DVD Masterizzazione (scrittura): una luce laser incide il supporto metallico producendo dei solchi Lettura: una testina ottica rileva la struttura dei solchi prodotti in fase di masterizzazione Interno di un lettore di CD Dimensioni del driver simili all'hd Elevata capacità (CD: 650/700 MByte; DVD: 4,70 GB) Facile trasporto Maggior resistenza all'usura

43 2 di 2 Il DVD, acronimo di Digital Versatile Disc (in italiano Disco Versatile Digitale, originariamente Digital Video Disc, Disco Video Digitale) è un supporto di memorizzazione di tipo ottico. Il DVD-R è un disco ottico scrivibile una sola volta che dispone di settori di 2048 Byte ciascuno, per una capacità totale di byte (4,70 GB). Questo tipo di supporto rappresenta una evoluzione dai dischi CD-R, che dispongono di una capienza nettamente inferiore. Un DVD+R è un disco ottico scrivibile una sola volta con una capacità di 4,70 GB. Il DVD+R a differenza del DVD-R ha il sistema ADIP di tracciamento e controllo della velocità ed è meno suscettibile di interferenze ed errori del sistema LPP Un DVD+RW è un disco ottico riscrivibile con la stessa capacità di un DVD+R: 4,70 GB. Il DVD+RW fu progettato principalmente per l'archiviazione dei dati. Il DVD+RW supporta l'accesso casuale in scrittura, ovvero i dati possono essere aggiunti e rimossi senza cancellare l'intero disco. Il suo competitore diretto è il DVD-RW Il DVD-RW (Digital Versatile Disc - ReWritable, letteralmente "disco versatile digitale riscrivibile") è un DVD riscrivibile con capacità di 4,70 GB e differisce dai DVD-R per quanto riguarda il procedimento di registrazione: utilizza il metodo a cambiamento di fase. Il materiale in cui è costituito lo strato scrivibile è una lega di argento, indio, antimonio e tellurio (AgInSnTe). Il DVD-RW mostra una riflessione della luce inferiore del 25% rispetto ai DVD-R.

44 1 di 1 CHIAVI USB Una chiave USB (o USB flash drive, o anche penna USB, pendrive...) è una memoria di massa portatile di dimensioni molto contenute che si collega al computer mediante la comune porta USB. Nella chiave USB i dati sono memorizzati in una memoria flash (memoria allo stato solido non volatile che può essere usata per lettura e scrittura) contenuta al suo interno. La velocità di lettura/scrittura dipende dal tipo di memoria flash utilizzata e dal tipo di interfaccia USB utilizzato (vedi connessioni USB precedentemente descritte) Il protocollo per il trasferimento dei dati dal computer alla chiavetta, e viceversa, è un protocollo standard denominato USB Mass Storage protocol. Tale standardizzazione ha incoraggiato l'inclusione dei driver di supporto e di inclusione nel file system locale da parte dei produttori di sistemi operativi quali Windows, Mac OS X e Linux. PRO: CONTRO: ingombro ridotto più veloce e capiente di un CD o DVD ma più lenta delle componenti interne del computer (memoria RAM e Hard Disk). buona capacità di memorizzazione (da 1GB a 64GB) estrema versatilità di impiego su tutti i sistemi operativi moderni infatti non richiedono l'installazione di driver per riconoscere le chiavi USB. possbile perdita di dati dopo un lungo periodo di utilizzo, questo dipende dalla specifica memoria. In questo caso basta formattare la chiavetta per riavere l'affidabilità originaria.

45 1 di 1 FILE SYSTEM Una delle principali funzionalità di un sistema informatico è la gestione di grandi quantità di dati, sia in termini di memorizzazione permanente, sia per quanto riguarda l'organizzazione logica dei dati. Esiste pertanto uno specifico componente del Sistema Operativo, chiamato FILE SYSTEM, deputato a gestire in modo efficiente la memoria di massa, con l'obbiettivo di presentare all'utente nel modo più semplice l'organizzazione logica dei dati e le operazioni è possibile compiere su di essi. Le operazioni di base che supporta un File System sono: il recupero di dati precedentemente memorizzati cancellazione di file inserimento/aggiornanto di file copia di file tra diversi dispositivi di memoria di massa I file sono localizzati nelle memorie tramite il nome.estensione, ma se il file system fosse organizzato come un unico contenitore, NON sarebbe possibile creare/avere file con lo stesso nome. I file pertanto vengono suddivisi in cartelle (directory) organizzati secondo una struttura ad albero. Il file system contiene una cartella principale chiamata RADICE (ROOT) che può contenere sia file sia riferimenti ad altre cartelle (sotto-directory) ognuna della quali, è a sua volta un contenitore di file e riferimenti ad altre cartelle. Struttura ad albero Directory principale ( \ ) (radice dell'albero) residente su un disco fisso o floppy Cartelle e sottocartelle (rami) File (foglie) definzione di un nome/percorso (PATH) assoluto per ogni file che ne consente l'individuazione Interrogazione della directory Numero di file e spazio occupato Percorso di un file Directory principale e secondarie Nome e Tipo di file (estensione) Caratterizzazione del file Dimensioni del file Data di memorizzazione Data e ora dell'ultima modifica