Concetti di base della ICT conoscenza di base della struttura e del funzionamento di un personal computer Argomenti Trattati Architettura del Calcolatore Elettronico L unità centrale Memorie di massa Dispositivi di Input/Output Hardware e Software Sicurezza, Salute, Privacy Tipi di elaboratori elettronici Gli elaboratori elettronici si distinguono in termini di: dimensioni, velocità,, costo e impieghi tipici. Palmare o Personal Digital Assistant computer ultraportatili che stanno nel polmo di una mano da 100 a 900 Laptop, Notebook o Computer Portatili computer portatili grandi quanto un libro, consentono di lavorare anche durante gli spostamenti o lontano dall ufficio da 1.000 a 5.000 Il desktop computer o personal computer computer diffusi in ambito domestico e nei piccoli uffici da 800 a 2.500 network computer computer che sruttano il collegamento in rete per l utilizzo l di software applicativi da 500 a 1.000 1
Workstation computer utilizzati in ambito aziendale, particolarmente potenti e affidabili da 2.000 a 5.000 Server computer velocissimi e molto affidabili, in funzione 24 ore su 24, collegati in rete aziendale e rendono disponibili servizi ai vari computer che vi accedono da 5.000 a 25.000 Mainframe Tipi di elaboratori elettronici computer potenti, utilizzati in multiutenza,, ossia da più persone contemporaneamente, ciascuna delle quali utilizza un terminale stupido per accedervi da 10.000 a 200.000 Super computer computer molto potenti, sono utilizzati principalmente nelle università e nei centri di ricerca più di 500.000 Componenti principali di un elaboratore elettronico DATI IN ENTRATA INPUT SISTEMA DI ELABORAZIONE UNITA CENTRALE DATI IN USCITA OUTPUT 2
Analogico - Digitale 120 100 50 0 1 2 3 4 Analogico Continuo Y = sen X 120 100 50 0 1 2 3 4 Digitale Discreto (0,0) (1,100) (2,120) (3,100) (4,0).. Sistemi di numerazione Zzzzz.. 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 Sistema DECIMALE ACCESO SPENTO 1 0 Sistema BINARIO bit 1 oppere 0 byte 8 bit kilobyte 1.024 byte megabyte 1.048.576 byte gigabyte 1.073.741.824 byte 3
Il sistema numerico BINARIO BIT : acronimo di Binary digit, indica l unità elementare di informazione nel sistema numerico binario e può assumere il valore 0 oppure 1 N elementi di un insieme possono essere rappresentati con n Bit; dove n= Log 2 N, quindi: N = 2 n N = 2 0 1 n = 1 n = 2 n = 3 0 1 N = 4 0 1 2 000 001 010 BYTE : Il più piccolo elemento 0 1 2 3 00 01 10 11 significativo utilizzato dagli elaboratori elettronici, detta word. Formato da 8 BIT N = 8 3 4 5 6 7 011 100 101 110 111 La tabella dei caratteri ASCII standard estesa 4
Architettura dell Elaboratore Elettronico UNITA CENTRALE MEMORIA INTERNA BUS CPU (Central Processing Unit) PERIFERICHE UNITA DI INPUT MEMORIE DI MASSA UNITA DI OUTPUT Processore o CPU (Central Processing Unit) Dirige tutte le operazioni di un elaboratore elettronico e può essere perciò definito il cervello dell elaboratore ALU (Unità Logico-Aritmetica) svolge le operazioni aritmetiche fondamentali Unità di controllo gestiscono l esecuzione delle operazioni Registri memorie che accolgono dati e istruzioni in via di esecuzione Clock scandisce il tempo di svolgimento delle operazioni, si misura in megaherz (MHz) o in gigaherz (GHz). L hertz è l unità di misura che indica il numero di cicli (vibrazioni elettriche) che il clock effettua in un secondo. la velocità di un calcolatore dipende dalla velocità del processore 5
Memorie interne RAM Random Access Memory: (memoria ad accesso casuale) memoria di lettura e scrittura. Contiene dati e programmi che posso essere letti e scritti. L accesso ai dati è possibile in modo casuale. E una memoria volatile, quando si spegne il computer i dati in essa contenuti vanno persi. ROM Read Only Memory: (memoria di sola lettura) memoria da cui si possono leggere i dati registrati dal costruttore ma nella quale non è possibile scrivere. E una memoria non volatile quando si spegne il computer i dati in essa contenuti non vanno persi. Esempio di ROM è la BIOS Memoria RAM Le memorie di tipo RAM sono caratterizzate dalla quantità di dati che possono contenere (espressi in MegaByte) e il tempo di acceso (espressi in NanoSecondi) DRAM SRAM Dynamic RAM: costituisce la maggior parte della RAM installata sugli elaboratori. RAM di tipo DIMM (Dual Inline Memory Module) 168 pin (contatti) 2 scanalature Tempi di accesso da 6 a 12 ns Quantità di memoria 256 o 512 Mb Static Ram: caratterizzata da tempi di accesso brevi e bassi consumi (Usata come cache). La CACHE è una memoria che contiene i dati e programmi più frequentemente usati. 6
Bus I BUS realizzano le interconnessioni fisiche tra i diversi dispositivi che costituiscono l elaboratore. Trasportano segnali elettrici in modo parallelo, cioè più segnali possono viaggiare, tra un dispositivo ad un'altro, contemporaneamente all interno del bus. Esistono diversi tipi di bus, classificati in funzione del tipo di dati che trasportano: bus dati, bus di indirizzi, bus di controllo. Memorie di massa Sono delle periferiche che permettono la memorizzazione digitale permanente di dati e programmi. Magnetici Nastri Floppy Disk Hard Disk Zip Drive Ottici CD-ROM Compact-Disk DVD Digital Video Disk Le memorie di massa di tipo magnetico possono essere ad accesso sequenziale (nastri) oppure ad accesso diretto come i comuni floppy disk. 7
Nastri Tipo di lettura: magnetica Tipo di accesso: sequenziale Capacità: Pro: Contro: 400 Gb e oltre capacità - economicità deteriorabilità Evoluzioni future: Capienza maggiore è un nastro di plastica con un sottile strato di ferrite in superficie avvolto in due bobine che ne permettono lo scorrimento sono contenuti in un involucro di plastica e alluminio utilizzati per l archiviazione di grandi quantità di dati lentezza nella lettura dei dati Lettura: Accesso: Capacità: Pro: Contro: Floppy Disk magnetica diretto 1.44 Mb trasportabilità, economicità, diffusione bassa capacità - deteriorabilità è un disco di plastica con un sottile strato di ferrite in superficie sono contenuti in un involucro di plastica hanno diametro di 3,5 pollici sono organizzati in TRACCE e SETTORI ruota solo quando si effettuano richieste di lettura/scrittura dati Evoluzioni future: ZIP DRIVE (Iomega ZIP Syquest) Capacità fino a 100 e 250 Mb 8
Hard Disk Lettura: magnetica Accesso: diretto Capacità: Pro: Contro: fino a 100 Gb velocità - capienza trasportabilità è un disco generalmente di alluminio con le superfici levigate sulle quali è depositato uno strato di ferrite molto sottile; il disco è sempre in rotazione e ruota a velocità costante (da 3.600 a 15.000 RPM). CD Rom - DVD Lettura: ottica Accesso: Diretto Capacità: 650Mb CD 4.79Gb DVD Pro: diffusione - economicità E un disco di plastica inciso da un laser; ha una sola traccia a forma di spirale,; i lettori di CD-ROM imprimono velocità di rotazione diverse dipendentemente della tecnologia costruttiva (2X, 4X, 52X); esistono anche supporti scrivibili (CD-R) mediante appositi apparecchi detti masterizzatori o CD-Writer; esistono anche CD riscrivibili più volte (CD-W). 9
Memory Card Memorie realizzate con chip integrati Capacità 16, 32, 128, 256, 512Mb fino a 1Gb Multimedia Card Memory Stick Memory XD Pen drive USB IBM Microdrive 1 Gb Memory SD Compact Flash Smart Media Periferiche di INPUT Tastiera Mouse Trackball Joystick Penna Ottica Scanner Telecamera Digitale Tavoletta grafica 10
MONITOR Standard grafici Periferiche di OUTPUT Hercules 768 x 348 Pixel - 2 colori CGA (Color Graphic Adapter) 320 x 200 Pixel - 16 colori EGA (Enhanced Graphic Adapter) 640 x 350 Pixel - 16 colori VGA (Video Graphic Adapter) 1024 x 768 Pixel - 256 colori SVGA (Super VGA) 1280 x 1024 Pixel 16 milioni di colori CARATTERISTICHE Pollici: unità di misura della dimensione dello schermo Pixel: il più piccolo elemento che viene visualizzato sullo schermo Risoluzione: numero di pixel che possono essere visualizzati contemporaneamente Dot pitch: distanza fra due pixel Refresh: (si misura in Hz) indica il numero di volte che l immagine sullo schermo viene rinfrescata in un secondo TIPI CRT (Catodic Ray Tube) LCD (Liquid Cristal Display) Plasma Periferiche di OUTPUT STAMPANTI TIPI Aghi: i caratteri vengono stampati utilizzando piccolissimi aghi, da 9 a 24. Possono stampare grafici. Sono a colori e bianco/nero. Sono veloci ma rumorose. Formato carta: modulo continuo, A4, A3. Getto d inchiostro: attraverso degli ugelli l inchiostro viene spruzzato formando caratteri e grafici. Sono a colori e bianco/nero Formato carta: A4, A3. Laser: un raggio laser illumina un rullo nel quale vengono formati caratteri e grafici. Il rullo attira, nella parte illuminata, una polverina detta Toner, mentre un altro rullo preme la polverina su un foglio di carta. Sono a colori e bianco/nero. Formato carta: modulo continuo, A4, A3. Plotter: per la stampa di disegni tecnici di alta qualità. Possono essere a pennino, a getto di inchiostro, a trasferimento termico o elettrostatici; la caratteristica principale è l alta precisione e la possibilità di stampare grandi formati 11
Porte di comunicazione Parallela (LPT) stampante, ecc Seriale (COM) modem, mouse, ecc. PS/2 tastiera mouse, ecc. USB stampante, modem, mouse, ecc. VGA monitor, proiettore video Bluetooth cellulare, palmare, cuffie, ecc. infrarosso - cellulare, palmare, ecc. EIDE e SATA - hard Disk, CD-Rom, DVD, ecc. RJ45 (rete locale) RJ11 (rete telefonica) S-Video, Composito - TV Hardware e Software Hardware Software Di base Applicativo Hardware: L insieme delle componenti fisiche che costituiscono l elaboratore elettronico Software: L insieme dei programmi che definiscono una sequenza di operazioni mediante le quali è possibile risolvere i problemi di una certa classe 12
Hardware Hardware è tutto ciò che si può materialmente toccare: Software Software è tutto ciò che non si può materialmente toccare: s/w di base: insieme di programmi che gestiscono e controllano le attività del computer e permettono la comunicazione tra utente e computer. MS-DOS, WINDOWS, UNIX, VMS, Mac OS, s/w applicativo: insieme di programmi scritti da e per gli utenti per far eseguire un particolare compito al computer WORD, POWERPOINT,... EXPLORER, OUTLOOK,. 13
Il Sistema Operativo Il S. O. è un s/w di base( o di sistema) che si inserisce fra l'h/w della macchina e il s/w applicativo e permette all'utente di far svolgere al computer compiti particolari senza preoccuparsi della struttura dell'h/w. La funzione principale del S.O.è la gestione della comunicazione tra l utente e il computer attraverso un interfaccia che può essere a caratteri o grafica (detta anche GUI - Graphical User Interface). Graphical User Interface (GUI): Inerfaccia caratteri Programmi Il programma è una successione finita di istruzioni che, eseguite in sequenza, una dopo l'altra, fanno svolgere al computer delle operazioni ben definite. aziendale (Gestione magazzini, fatturazioni e paghe, gestione processi) office automation multimediale (giochi, apprendimento,..)... Il linguaggio di programmazione è un formalismo che descrive le istruzioni eseguite dal computer e può essere di: alto livello (C, basic, pascal,, fortran, C++, visualbasic,, ecc.) basso livello (linguaggio macchina - dipendente dall H/W) automation (wordprocessor, database, presentazioni, fogli elettronici) L algoritmo è la sequenza di istruzioni che permette al computer di svolgere una determinata operazione 14
Ciclo di vita del software Studio di fattibilità definizione delle specifiche Analisi requisiti per la realizzazione (tempi, costi,..) Progettazione definizione della struttura Programmazione scrittura dei programmi Test verifica del corretto funzionamento Implementazione integrazione dei programmi - ver. alfa Revisione controllo di qualità - ver. beta Manutenzione modifica e accresce le funzionalità Il copyright Al pari di tutte le opere d ingegno anche il software è protetto dalla legge sul diritto d autore - Legge 518 del 1992 Software con licenza d'uso o software proprietario: molte case producono programmi che danno in licenza d'uso a pagamento a chi ne faccia richiesta. Il software viene venduto all'acquirente con licenza d'uso; ciò vuol dire che l'utente può usarlo nelle condizioni specificate nel contratto. Software shareware: è un s/w che viene dato in prova gratuita per un determinato periodo di tempo, scaduto il quale, l'utente deve versare una certa somma, in genere piccola, all'autore per continuare ad usarlo Software freeware. molti autori producono s/w per soddisfazione personale e lo concedono in libero uso a chi vuole usarlo. In questo caso niente è dovuto all'autore, ma ciò non vuol dire che il software può essere sfruttato direttamente a scopo di lucro. 15
Sicurezza sicurezza contro la perdita dei dati copie - backup sicurezza contro l'accesso non autorizzato ai dati password, crittografia sicurezza contro i virus informatici antivirus Virus I virus sono programmi creati allo scopo di danneggiare irreparabilmente i dati e i programmi memorizzati nel computer I virus sono introdotti nei computer quando si usiano floppy disk o CD-Rom infetti o si eseguono programmi, prelevati da internet o ricevuti in allegato con la posta elettronica. Per proteggere il computer da virus è necessario: installare programmi antivirus; Aggiornare regolarmente l archivi dei virus; installare solo programmi originali di cui si conosce il produttore; Installare e configurare, su computer collegati a internet, un programma firewall ; Proteggere da scrittura i floppy; Fare periodicamente copie di backup dei dati. 16
Privacy Ogni individuo ha il diritto alla riservatezza e può pretendere che i propri dati personali non vengano diffusi. la legge 675 del 1996, varata in attuazione di una direttiva comunitaria, allo scopo di tutelare la riservatezza dei dati personali sia nel lavoro che nella vita privata. Prima di conservare un dato occorre avere il consenso (scritto o orale) della persona interessata e nel caso in cui si conservino dati strettamente personali, ovvero che riguardino la religione, il sesso, le opinioni personali, oltre al consenso scritto occorre la preventiva autorizzazione del Garante. Al Garante devono essere comunicati il nome e l'indirizzo della persona di cui si conservano i dati, le finalità per cui i dati vengono conservati, il luogo in cui sono custoditi, come vengono utilizzati. Ergonomia La sedia deve essere regolabile e adattabile alla statura dell'operatore sia come altezza che come schienale e braccioli; Il tavolo deve essere sufficientemente grande da contenere il computer, gli accessori, di altezza possibilmente regolabile e di superficie non riflettente. La tastiera e mouse devono essere costruiti rispettando le regole ergonomiche necessarie. Il monitor,, come l'unit unità centrale e tutti gli altri accessori del computer, deve rispondere alle normative europee esistenti. 17
Salute l'ambiente deve essere poco rumoroso, a temperatura giusta, senza umidità e al riparo da radiazioni. In particolare l'impianto elettrico deve rispettare la normativa di sicurezza europea. L'illuminazione deve evitare riflessi sullo schermo e deve essere di intensità giusta. L'ambiente circostante, quali muri, mobili e altro non devono produrre riflessi I collegamenti elettrici devono rispondere alle normative europee esistenti: i cavi di alimentazione devono essere ben collegati, non sovraccaricare le prese di corrente. Il D. Lgs.. 626/94, relativo ai rischi derivanti dal lavoro ai videoterminali, prevede che il lavoratore debba: effettuare una pausa di quindici minuti ogni due ore di lavoro; sottoporsi a controlli specialistici periodici, con frequenza almeno biennale; 18