01 intro pc

Laboratorio Informatica
Corso di laurea in Lingue e
Studi interculturali.
AA 2009-2010

Paola Zamperlin

Introduzione

_argomenti di oggi
_Presentazione del corso
_Numerazione binaria, conversione tra base 10 e base 2.
Cenni sulla numerazione esadecimale
_Struttura dell’elaboratore: CPU, Memorie Volatili.
Memorie non volatili. Memorie di Massa. Periferiche di
Input/Output. Scheda video ed audio. Porte.
_Software di base e software applicativo. Cos’è un
sistema operativo. Principali S.O.
_Files, estensioni e struttura in directories.

Paola Zamperlin Laboratorio Informatica 2009-2010 2

_premesse
Information & Communication Society
Commissione Europea, 2000, A Memorandum on Lifelong
Learning (p. 5):
“Europe has moved towards a knowledge-based society and
economy. More than ever before, access to up-to-date
information and knowledge, together with the motivation and
skills to use these resources intelligently on behalf of oneself
and the community as a whole, are becoming the key to
trengthening Europe’s competitiveness and improving the
employability and adaptability of the workforce”.
Dichiarazione di Praga (2003):
“The creation of an Information Society is key to social, cultural and
economic development of nations and communities, institutions
and individuals in the 21st century and beyond”

_Information Communication Society
Tecnologie
Persone

Network

Informazioni
Servizi


_Informazione
Conoscenza è un “bene”  è mercificabile  per essere
scambiata deve essere codificata

DATO INFORMAZIONECONOSCENZA

Come si produce conoscenza a partire dall’informazione?
- approccio di scuola razionalista (focus sulla codifica: i dati
codificati si traducono in informazioni e per un processo di
accumulo queste si traducono in conoscenza)

- approccio di stampo costruttivistico (focus sulla condivisione:
coinvolgimento di meccanismi cognitivi individuali che
reingegnerizzano dati e informazioni in un più ampio contesto
sociale)

_Informatica
Informatica:
ciclo di elaborazione dell’informazione:
inputelaborazioneoutputmemorizzazione
distribuzione
Computer: elaboratore (macchina che elabora
istruzioni contenute in un programma)
elettronico (costituito ci componenti elettroniche)
digitale (elabora/memorizza informazioni digitali,
cioè espresse da 2 cifre della numerazione
binaria)


_analogico-digitale
Segnale analogico:
onda che trasmette
informazioni ad
ampio spettro.
Sensibile alle
interferenze
(rumore)
Segnale digitale:
(digit=cifra) assume
solo 2 stati. Minori
interferenze

_sistemaBinario
_bit: unità minima del linguaggio
digitale.
Può assumere solo due stati: 0; 1

_byte: unità fondamentale del linguaggio
dei computer;
insieme di 8 bit. Ogni bit ha 2 stati
possibili, quindi un byte può
rappresentare fino a 28=256
combinazioni

_multipli
_kilobyte (KB): 210 byte = 1.024
_megabyte (MB): 220 byte = 1.048.576
_gigabyte (GB): 230 byte = 1.073.741.824
_terabyte (TB): 240 byte = 1.099.511.627.776


_esempi di conversione
Da binario a decimale:
1 byte = 8 bit
00001110=0x27+0x26+0x25+0x24+1x23+1x22+1x21+0x20=
0+0+0+0+8+4+2+0=14

10x101+4x100 = 14
Da decimale a binario:
14:2 = 7 resto 0
7:2 = 3 resto 1
3:2 = 1 resto 1
1110
10x101+4x100 = 14

_coversione decimale-binario

Esempi di programmi di conversione
http://didattica.claudiomagni.com/convertitore-binario
Excel:=DECIMALE.BINARIO( )


_rappresentazione dei dati: codice
Elaboratori utilizzano linguaggio binario
Uomo utilizza linguaggio naturale

L’assegnazione dei codici “binari” deve seguire
uno standard: un CODICE univoco che
attraverso una TABELLA assegni
corrispondenze tra i due linguaggi


_codice ASCII
American Standard Code for Information Interchange.
Sviluppato dall'ANSI (American National Standard Institution)
La tabella ASCII (extended ASCII) permette di convertire un
numero da 0 a 255 in un carattere o simbolo del linguaggio
naturale.
Il codice ASCII è rappresentabile con soli 8 bit (un byte), dal
numero binario 00000000 (decimale 0) a 11111111 (decimale
255).
1 Byte = 1 carattere


_tabella ASCII

http://www.asciitable.it/


_altri codici 1
Perché? Criterio a 256 combinazioni insufficiente per tutti gli
alfabeti e le esigenze “speciali”
_EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code)
Negli anni '50, quando l’ANSI crea standard a cui tutti avrebbero
dovuto uniformarsi, IBM (monopolio su mainframe e server) crea
questo suo standard, che pancora oggi è il più usato su grandi
macchine, altre utilizzano codifica ASCII.
_UNICODE

Nel passaggio da codifica ASCII a codifica UNICODE si
dimezzano la capacità in termini di informazioni memorizzabili.


_altri codici 2
_UNICODE
Sistema di codifica che assegna un numero univoco ad ogni
carattere usato per la scrittura di testi, in maniera indipendente
dalla lingua, dalla piattaforma informatica e dal programma
utilizzati. Il codice assegnato al carattere viene rappresentato
con U+, seguito dalle quattro (o sei) cifre esadecimali del
numero che lo individua.
Ancora in evoluzione. Attualmente prevede una codifica fino 21 bit.
Consente di rappresentare oltre 96.000 caratteri. (Diverse lingue
presenti e storiche).
Nel passaggio da codifica ASCII a codifica UNICODE si
dimezzano la capacità in termini di informazioni memorizzabili.


_hw-sw
Intendiamo per
Hardware: struttura fisica, insieme delle
componenti elettroniche e degli elementi di
collegamento tra esse che permettono il
trattamento delle informazioni
Software: livello logico, insieme delle istruzioni
attraverso le quali l'hw svolge i propri compiti


_tipi di elaboratori
_Supercomputer

_Mainframe e server

_Minicomputer

_Personal computer


_struttura fisica


_CPU-1
Central Processing Unit : Cervello dell'elaboratore.
Ogni CPU ha un set di istruzioni diverso, e incompatibile
tra diversi produttori. Il software per Windows (CPU
Intel) non può funzionare su Apple (CPU Motorola).
In molti computer, e anche all'interno di CPU
particolarmente evolute, ci sono coprocessori e
multiprocessori


_CPU-2
Componenti fondamentali della CPU che permettono
interazioni con la memoria:
_CU (Control Unit):
1. esegue istruzioni dei programmi
2. coordina attività microprocessore
3. controlla flusso istruzioni tra microprocessore e memoria
_ALU (Arithmetic Locic Unit):
1. effettua operazioni aritmetiche (+-*/)
2. effettua operazioni logiche (<>=)


_Ciclo della macchina


_CPU-3
Cosa significa l'espressione: “ha processore a 64bit a
3GHz” ???
64bit? = capacità di elaborazione dati: numero di bit che
un processore è in grado di elaborare
simultaneamente (computer word o lunghezza di
parola = unità di misura dell'informazione espressa in
variabile di bit, in multiplo di byte: 16, 32, 64, 128 bit)

3GHz? = velocità di elaborazione: ogni processore ha un
clock (orologio) che scandisce le operazioni
dell'elaboratore. Maggiore è la velocità del clock
maggiore la velocità dell'elaboratore. Si misura in MHz
o milioni di cicli/secondo.

_Memoria principale
ROM (Read Only Memory)
• memoria non volatile (Mantiene informazione)
• vi è memorizzato il firmware.

RAM (Random Access Memory) o memoria
centrale
• memoria volatile (perde informazione quando
viene meno l'alimentazione)
• random: accesso libero a qualunque sua parte

_Memoria secondaria
Anche detta memoria di massa (memorie di archiviazione)
• Disco rigido (hard disk o disco fisso)
• Vari supporti rimovibili ad accesso diretto o casuale o random e
ad accesso sequenziale
• magnetica: polarità (inversione mediante impulso elettrico)
• ottica: scanalature per pressofusione (alternanza
scanalature/scure e intersolchi/chiari)
• magneto-ottica
• allo stato solido: flash (chip simili alla RAM ma non volatili)
NB: tempi di accesso alla RAM sono 5 ordini di grandezza inferiore
rispetto ai tempi di accesso alla memoria di massa.

_Memoria volatile
La memoria virtuale rallenta l'esecuzione dei
programmi, ma permette di far funzionare
applicazioni più grandi della RAM stessa.

1. cache
2. buffer


_Memoria in ...metafora
Io = CPU
Scaffale biblioteca = Disco fisso
Tavolo = RAM
Carrello del bibliotecario = cache


_Porte-1
Bus di input/output: un insieme di fili (stampati sulla
scheda madre) per la trasmissione dei dati da un
componente all'altro (es.: un'autostrada con molte
corsie collega due città). Il bus interno al computer
collega tutti i componenti alla CPU e alla memoria.
Porte PS/2 per il collegamento del mouse e della tastiera
(una è dedicata al mouse e l'altra alla tastiera; non si
possono invertire).
Seriali: modem, vecchi mouse (in generale per
dispositivi che non richiedono un flusso di dati molto
veloce)
Parallele: stampanti si usa quasi sempre per la
stampante, ma in generale è adatta per qualunque
dispositivo che richieda un flusso di dati più veloce
rispetto alla capacità della porta seriale.

_Porte-2
USB (Universal Serial Bus):
standard di comunicazione seriale. Consente di collegare
più periferiche ad un computer (fino a 127), usando 1
sola interfaccia standardizzata e 1 solo tipo di
connettore;
consente collegamento a caldo (hot plugging), cioè è
possibile collegare/scollegare i dispositivi senza dover
riavviare il computer (plug-and-play)
1.0 (gennaio 1996) supporta collegamenti a solo 1,5
Mbit/s, velocità adeguata per mouse, tastiere e
dispositivi lenti.
2.0 (aprile 2000) velocità di trasferimento a 480 Mbit/s.


_Porte-3
Firewire (IEEE 1394)
interfaccia standard,
sviluppata da Apple, ma
ora in uso per tutti i
computer.
Supporta fino a 63
periferiche organizzate in
una rete non ciclica.
Velocità di trasferimento:
800Mbit/s.


_Porte-4
Le schede di espansione che vengono montate sulla
scheda madre rendono poi disponibili molte altre porte,
fra cui le principali sono:
Porta video (talvolta integrata direttamente sulla
scheda madre, soprattutto nei modelli di marca) per
connettere il monitor al computer.
Porta di rete per collegare la macchina direttamente
ad una rete di computer, senza usare il modem.
SCSI:per dispositivi che richiedono un flusso di dati
molto veloce (scanner, masterizzatore esterno, ecc.).
La tecnologia SCSI consente inoltre, come la USB, il
collegamento di dispositivi a catena (fino a 7), ma non
il collegamento a caldo.


Dispositivi di input e output
Dispositivi di input (ingresso dei dati)
_tastiera;
_scanner;
_strumenti di puntamento;
_...
Dispositivi di output (uscita dei dati)
_monitor;
_stampante
_diffusore audio;
_...

_Dispositivi di input/output
_Tastiera touch-screen
_Porte seriali e parallele
_Modem
_Unità di nastro ad accesso sequenziale


_Software
Software è l'insieme di tutti i programmi che
permettono il funzionamento del computer
BIOS / Firmware: insieme delle istruzioni eseguite nella fase
di boot e programma di configurazione del sistema
Sistema operativo: programmi che fanno funzionare le varie
componenti del computer
Programmi applicativi: programmi per svolgere determinati
compiti (applicazione)
Utility: programmi di utilità (antivirus, visualizzatori di file,
diagnostici, backup... )


_BIOS
Basic Input Output System
Funzione di collegamento tra hw-
sw
Test di funzionamento hw
Controllo delle unità di avvio
“alternative” (cd, floppy, USB)
Avvio del sistema operativo
Mantiene le informazioni in
mancanza di alimentazione
(memorizzato ROM)


_Sistema operativo: definizione

Software che fornisce all’utente comandi e servizi
per utilizzare la potenza di calcolo di un
elaboratore elettronico.
Contiene dettagli tecnici legati all’HW e
all'architettura rappresentando le informazioni a
livello alto (vicino all’utente)


_Sistema operativo: interfaccia
Le interfacce sono lo strumento e attraverso cui e il luogo in
cui avviene l'interazione uomo-macchina.
(Quello che l'utente vede sul monitor e come interagisce)
•Interfaccia a stringa di comando o a caratteri (A:>). Input
da tastiera
•Interfaccia grafica utente – GUI (Graphic User Interface).
Input da tastiera e strumenti di puntamento. Diffuse
(Windows, MAC OS, Linux). Estremamente User friendly.
Esistono altre interfacce:
•a stilo (piccolo puntale per dare comandi su uno schermo
sensibile)
•touchscreen
•Paola Zamperlinconversazionali2009-2010vocale).
interfacce Laboratorio Informatica (input 38

_Sistema operativo: funzioni
Funzioni di base:
Gestione della memoria, delle funzioni di I/O,
gestione video/tastiera/mouse, gestione dischi,
gestione driver periferiche, gestione
“multitasking”
Prime funzioni:
Accensione del sistema, controllo e accesso
dischi, controllo esecuzione programmi, routine
di servizio
Funzioni accessorie:
Gestione “code lavori”, gestione “multiutenza”,
gestione “accessi”, gestione “spool” di stampa,
programmi “accessori”

_Sistema operativo: struttura

Livello utente UTENTI

Interfaccia

Livello software

Nucleo

Livello hardware Hardware


_Sistemi operativi-1
_desktop
Windows, Mac OS X, DOS, Linux. Meno potenti e
affidabili di tutti, sono però i più diffusi.
_server
Windows Server, OS/2, UNIX, Linux. Sicuri e
portabili (cioè funzionanti su hardware diversi),
questi s.o. sono pensati per la gestione
multitasking e multithreading di applicazioni
mission-critical.


_Sistemi operativi-2
_mainframe
Open MVS, VMS, software proprietario in genere.
Ogni azienda ha prodotto un suo s.o., rendendo
la comunicazione tra elaboratori molto
complessa.
_palmari e tascabili
Windows Mobile, Palm Os, Symbian OS. Usabili
con stilo e tastiera virtuale.
_incorporati
DOS embedded. Per elettrodomestici e piccoli
apparecchi.


_Licenze d'uso-1
Software “proprietario” : ceduto con formule varie.
•Licenza d’uso: quota periodica, normalmente annuale, che comprende
gli aggiornamenti. Non pagando cessa l'aggiornamento, ma si può
continuare ad usare il prodotto.
•Canone ricorrente: se si smette di pagare non si ha più diritto neanche
all’uso del prodotto.
•Cessione: il prodotto viene venduto “As is” (così come è) e non si ha
dirtto, salvo per un limitato periodo di tempo, ad eventuali
aggiornamenti; nuove versioni del prodotto devono essere
nuovamente acquistate, di solito ad un prezzo di favore (Upgrade)
•Pay per use: il prodotto viene pagato in proporzione all’uso che se ne fa
(es.: applicazioni di carattere commerciale).


_Licenze d'uso-2
Shareware e freeware: software distribuiti gratuitamente per un
periodo di prova (shareware) per poi bloccarsi se non si
perfeziona l'acquisto, oppure (freeware) gratuiti ma col solo
obbligo di registrarsi come utenti.
Open Source: gli autori del software distribuiscono anche i
“sorgenti” del programma, rinunciando a qualsiasi diritto purché
chi voglia manipolare, migliorare o adattare il software metta poi
a disposizione di tutti il suo lavoro secondo lo stesso principio.


_File: definizione
I dati sono riuniti in entità omogenee dette file.
Le memorie di massa sono gestite da un componente
fondamentale dei sistemi operativi, il file system
(Tipiche organizzazioni disco sono NFTS e FAT32):
ogni sistema operativo ne utilizza uno diverso (Per
esempio Windows non può leggere il file system di
Linux mentre è vero il viceversa.).
Il contenuto dei file è normalmente conforme ad un
particolare formato, e per ciascun formato esistono una
o più applicazioni che sono in grado di interpretarne
e/o di modificarne il contenuto ("aprire" il file).


_File: formati-1
.txt: basa semplicemente sull'uso dei caratteri
ASCII. Massimo della portabilità, minima
capacità espressiva
.doc: file prodotto dal word processor della
Microsoft, Word, incluso nella suite Office.
Gamma quasi illimitata di presentazioni per
quanto concerne organizzazione della pagina,
interlinea, paragrafi, tipi e dimensione dei
caratteri (font), colore, stili ecc. Non gestibili
mediante un editore di testo (diverso per formati
aperti).
.rtf: Rich Text Format. Si tratta di uno standard
formalizzato dalla Microsoft per specificare la
formattazione dei documenti con l'intento di
scambiare documenti con altri sistemi di word
processing.

_File: formati-2
.html: HyperText Markup Language. Linguaggio
per la marcatura del testo) è aperto e infatti non
è associato a nessun programma in particolare.
Come è tipico con i formati aperti e destinati ad
essere indipendenti dai programmi, dai sistemi
operativi e dai computer usati per manipolarli, i
file scritti in HTML possono essere letti e
manipolati con un qualsiasi editore di testo(prog
ramma “Blocco Note” (Notepad) in Windows,
“Edit” in DOS, “Vi”, “Pico”, “Emacs” in Unix o
Linux.


_File: formati-3
Immagini:
formato bitmap (o raster)
In computer grafica, indica la griglia ortogonale di punti che
costituisce un'immagine raster. Nella grafica raster
l'immagine viene vista come una scacchiera e ad ogni
elemento della scacchiera, chiamato pixel, viene associato
uno specifico colore.
La bitmap è caratterizzata da due proprietà:
risoluzione; numero di pixel contenuti nell'unità di misura
considerata ed è ottenuta moltiplicando il numero di pixel
orizzontali per quello dei pixel verticali; si misura in PPI
(Points Per Inch).
profondità di colore: definita dalla memoria che si dedica ad
ogni pixel, ovvero dal numero di bit dedicati ad ogni pixel
per descrivere il colore, e si misura in BPP (Bit Per Pixel);
maggiore è il numero di bit, maggiore è il numero di colori
che è possibile descrivere.

_File: formati-4
TIFF: Tagged Image File Format
GIF: Graphics Iterchange Format (Formato concepito per
l'invio di immagini in rete)
PNG: Portable Network Graphics (Formato molto diffuso
in rete, concepito come sostituto del GIF)
JPEG: Joint Photographers Experts Group (Per immagini
fotografiche)
BMP: Bitmap (formato tipico di Windows)
PCX: PC Paintbrush (formato di questo vecchio
programma Windows, ora sostituito da Paint)
PICT:Formato Macintosh (anche vettoriale)

_File: formati-5
Immagini formato vettoriale:
La grafica vettoriale è una tecnica utilizzata in computer grafica per
descrivere un'immagine. Un'immagine descritta con la grafica
vettoriale è chiamata immagine vettoriale. Nella grafica vettoriale
un'immagine è descritta mediante un insieme di primitive geometriche
che descrivono punti, linee, curve e poligoni ai quali possono essere
attribuiti colori e anche sfumature.
PS: PostScript (formato nato per la diffusione di immagini su sistemi
Unix)
EPS: Encapsulated PostScript (postscript migliorato per facilitare
l'inclusione nei documenti)
PDF: Portable Document Format (evoluzione del postscript che può
includere collegamenti ipertestuali)


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