Cenni storici sull’elaboratore Il primo strumento di calcolo • 2000 anni a.c. L’ABACO Elaboratori meccanici di calcolo 1642 Blaise Pascal Macchina addizionatrice Qualche anno dopo Gott-Fried Leibniz Sistema meccanico di calcolo Primi anni dell’800 Joseph Jacquard Telaio da tessitura 1835 Charles Babbge Calcolatore digitale meccanico Esegue operazioni matematiche come: +,-,*,/, controllato in modo automatico da schede perforate •Uso di schede perforate. • Possibilità di effettuare cicli e salti condizionati Macchine elettroniche di calcolo 1944 Haward Aiken (Harvard University) 1946 J.Presper Eckert John Mauchey (University of Pennsylvania) MARK I calcolatrice digitale elettronica •Uso di relè ENIAC calcolatrice digitale elettronica •Uso di valvole •500 volte più veloce di MARK I Primo elaboratore elettronico commercializzato 1951 Team di ENIAC e John Von Neumann UNIVAC I Elaboratore digitale elettronico •Uso di valvole •Programma in memoria centrale •Parallelismo dei dati 100 metri quadri; 30 tonnellate; 17.000 valvole; 20 accumulatori; 104 registratori 20 bit; Internet La nascita di Internet può risalire alla fine degli anni ‘60 con il progetto ARPAnet una rete che collegava solo gli elaboratori di quattro Università. Nel 1990 presso il CERN (Centro Europeo per la Ricerca Nucleare di Ginevra) nacque un progetto per la condivisione tra gli utenti di dati sia testuali che non testuali, cioè informazioni multimediali. Il risultato di questo progetto fu l'introduzione di una nuova architettura denominata WWW (ossia Word Wide Web ragnatela di dimensioni mondiali) APPLICAZIONE ED USO DEI COMPUTER Il computer nella vita quotidiana Con l’abbassamento dei costi delle macchine e lo sviluppo di nuove strumenti ed ambienti di lavoro si sono aperti nuovi orizzonti. I computer si possono utilizzare nei seguenti ambiti: esercitazioni didattiche apprendimento guidato creazione e uso di modelli raccolta, ricerca e manipolazioni di informazioni carte intelligenti (smart card) carte di credito, carte telefoniche ecc. nei servizi dello sviluppo on line della telematica Il computer nella vita quotidiana in banca, servizio bancomat (attraverso il PIN viene messo in comunicazione con il sistema di elaborazione centrale) home banking che permette di effettuare operazioni presso la propria banca dalla propria abitazione o ufficio 24 h su 24 trading on line (recente sviluppo di operazioni in rete costituito dagli investimenti in azioni o titoli) e-commerce (possibilità di poter acquistare oggetti senza doversi rivolgere ad un negozio) lavoro a distanza o tele lavoro é una forma di lavoro effettuata in un luogo distante dall’ufficio centrale o dal centro di produzione e che implichi una nuova tecnologia che permetta la separazione e faciliti la comunicazione I SISTEMI MULTIMEDIALI L’obiettivo della multimedialità è quello di consentire la contemporanea interazione di più informazioni (archivi, testi, immagini, suoni) in modo da fornire all’utente risposte globali alle sue richieste. Le applicazioni multimediali riguardano i giornali telematici, programmi di intrattenimento, videogiochi, settore medico. Concetti base della Tecnologia dell’informazione e Comunicazione (ITC) IL SISTEMA DI ELABORAZIONE (Hardware) Un sistema per l'elaborazione automatica dell'informazione (elaboratore o computer) possiede due livelli fondamentali di descrizione l'Hardware e il Software. L'hardware si riferisce alle componenti fisiche che costituiscono il computer Il software si riferisce alle attività di programmazione che consentono un'utilizzazione efficiente delle risorse hardware disponibili. HARDWARE Hardware è tutto ciò che si può materialmente toccare: IL SISTEMA DI ELABORAZIONE (Software) Il software di base (o di sistema) è costituito dal sistema operativo e dai programmi che gestiscono le attività dell'elaborazione Il software applicativo é un insieme di programmi scritti da e per gli utenti: esempio i videogiochi, software per le aziende, software didattici e software per ufficio. Il Sistema Operativo é un insieme organizzato di programmi che governa e gestisce l'uso delle risorse del sistema di elaborazione da parte degli utenti, dei loro lavori e dei loro programmi. I Sistemi Operativi I Sistemi Operativi che vanno ricordati sono: Windows (98, 2000, NT, XP, Vista,7), Unix, Linux e Mac Operating System. Un moderno sistema operativo è basato sull’interfaccia grafica, con l’utilizzo di “simboli e figure”, che rappresentano in modo intuitivo i vari componenti che si possono utilizzare. Sono perciò presenti i menù a tendina, l’aspetto del puntatore, le finestre della scrivania (desktop), le icone e altri dispositivi grafici in modo tale che l’utente interagisca con il PC in maniera semplificata e con enormi vantaggi di comunicazione. COMPONENTI FONDAMENTALI D I UN ELABORATORE Componenti elettronici: Componenti fisiche: • CPU (Central Processing Unit) – l'UNITA' DI CONTROLLO (C.U., Control Unit); – l'UNITA' DI ELABORAZIONE (ALU, Arithmetic logic Unit); • MEMORIA CENTRALE (C.M. Central Memory); • UNITA' DI INGRESSO - USCITA (I/O Unit) dette anche periferiche); • Periferiche di comunicazione • Memorie di massa PERIFERICHE UNITA’ CENTRALE Componenti principali di un computer MEMORIA INTERNA CPU (Central Processing Unit) BUS UNITA’ DI INPUT MEMORIE DI MASSA UNITA’ DI OUTPUT UNITA' CENTRALE DI ELABORAZIONE (CPU central processing unit) L'unità centrale di elaborazione (CPU) viene definita il ”cervello" dell'intero elaboratore. E’ capace di • interpretare • eseguire le istruzioni • dare ordini alle altre unità. . Le prestazioni dell’elaboratore dipendono dalla velocità di esecuzione (espressa in termini di potenza) delle istruzioni della CPU e si misura in MIPS. LA MEMORIA CENTRALE E’ costituita da locazioni o celle di memoria a ciascuna delle quali è associato un indirizzo che le identifica univocamente. Il numero di tali locazioni definisce la capacità della memoria. La memoria centrale, in relazione alla funzione che svolge, può essere del tipo: 1) RAM (Random Access Memory) 2) ROM (Read Only Memory) Memorie 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 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 30 ns SRAM 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. LE UNITA' PERIFERICHE Le unità periferiche costituiscono l'interfaccia tra il mondo esterno e la CPU. Forniscono al processore i dati operativi e le istruzioni; Ricevono i risultati; Dialogano con l'elaboratore. Vengono classificate in base alla funzione: 1) UNITA' DI INPUT (Dispositivi di Ingresso) 2) UNITA' DI OUTPUT (Dispositivi di Uscita) 3) MEMORIE DI MASSA Periferiche di input La periferica più usata è la tastiera (KEYBOARD), del tutto simile alla tastiera di una macchina da scrivere. La tastiera più il video formano anche il posto di lavoro . Periferiche di INPUT Tastiera: Joystick Mouse Altre unità di input - la penna o i sistemi ottici per leggere i codici a barre; - lo scanner (lettura di immagini o parti scritte di documenti; - joystick (strumento per i videogiochi) - la tavoletta grafica per rilevare le coordinate dei punti di un disegno; • Altri dispositivi di input che rendono più facile l'interattività fra utente e computer sono: - il MOUSE che punta il video del computer, consentendo la scelta attraverso piccoli disegni (ICONE) - web cam - microfoni - macchina fotografica digitale Altre unità di input il trackball impiegato nei portatili invece del mouse per puntare sul video le icone (praticamente un mouse capovolto) - Touchpad impiegata al posto del mouse sui computer portatili. Le periferiche di Input/output sono quei dispositivi in grado di inviare dati verso l’interno e allo stesso modo di riceverne, esempio il touch screen Periferiche di output • STAMPANTE: (ad aghi, a getto d'inchiostro, a Laser, Termica) • Monitor • Plotter • Altoparlanti (periferica di output che trasmette suoni ricevuti dal PC) Il video (display o monitor) può essere considerato anche come dispositivo di uscita perchè riporta i messaggi di risposta del computer all'utente o dati di output oltre a fare da eco alla tastiera. Le dimensioni di solito sono di 15", la risoluzione, ossia il numero di punti visualizzati sullo schermo (es. 800x600, che significa 600 righe ciascuna di 800 punti), la frequenza di scansione il numero di colori possibili e il consumo di energia sono di riferimento alla qualità del monitor. Periferiche di OUTPUT MONITOR 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 • Margherita: hanno dei martelletti sui quali sono incisi i caratteri da stampare. Non possono stampare grafici • 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. • Getto d’inchiostro: attraverso degli ugelli l’inchiostro viene spruzzato formando caratteri e grafici. Sono a colori e bianco/nero • 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 LE MEMORIE DI MASSA La memoria di massa o memoria esterna é il supporto per registrare archivi di dati (file o record), testi, programmi dell'utente o programmi forniti da software house. Sono supporti sia di Input (permettono la lettura dei dati) o di output (permettono la registrazione dei dati). I supporti più diffusi di tipo magnetico sono i dischi e i nastri In generale sono : Hard disk interno o esterno Floppy disk CD-ROM - DVD Penna USB Nastro magnetico LE MEMORIE DI MASSA I dischi sono di tipo diverso: • dischi rigidi o hard disk, che possono contenere grandi quantità di dati da 20 Mb a 40 Gb, • floppy disk che contengono da 720 Kb a 2,88 Mb (anche se i più usati sono i minidisk a 1,44 Mb) • CD-ROM (Compact Disk Read only memory) che ha una capacità di circa 650 Mb, esistono sul mercato anche i cosiddetti CD W (WORM write once read many) dischi sui quali si può scrivere con il masterizzatore, ma una sola volta e infine anche i CD RW riscrivibili più volte. •DVD caratteristiche come il CD ma più capiente(10 Gbyte) COMPONENTI INTERNE DI UN PC L’elemento essenziale di un Personal Computer è la Scheda Madre (dove sono montati tutti i componenti interni). CPU (Microprocessore di tipo Intel, AMD ecc.; 386, 486, Pentium, Pentium 2,3,4), La frequenza è a 300, 750, 933, 1,8 Ghz e 2000 Mhz (velocità in cui viene misurata la CPU). La potenza si misura in MIPS M. C. Suddivisa in ROM e RAM costituiti da chip saldati sulla scheda madre. La capacità della RAM varia dai vecchi PC con 64 kbyte ai 512 Mbyte espandibili fino a oltre 2 Gigabyte. Normalmente é costituita da moduli SIMM o DDR di alcuni Mb ciascuno. Memoria Cache 256 Kb full speed, alta ed espansa. La memoria Cache consente di migliorare le prestazioni della memoria, sfruttando uno spazio virtuale del Disco Fisso. Porte di Input/Output Slot di espansione sono dei contenitori posti sulla scheda madre in cui é possibile inserire schede di espansione esempio scheda audio, scheda video, modem interno. Porte di espansione sono connettori posti sul retro dello chassis a cui vengono collegate le periferiche. Vi sono diversi tipi di porte ciascuna con caratteristiche diverse e adatte per una particolare periferica: - porta parallela (8 bit) utilizzata per collegare la stampante (LPT1) - porta seriale (1 bit) generalmente più di una utilizzate per collegare modem, mouse, e periferiche particolari (COM) - porte PS/2 collegamento di tastiera e mouse - porta USB (Universal Serial Bus) collegamento seriale bidirezionale ad alta velocità utile per collegare scanner, stampanti o altre periferiche. Porte di Input/Output - porta di rete (8 bit) utilizzata per collegare collegare il computer alla rete - porta FireWire generalmente utilizzata per collegare dispositivi di archiviazione o di acquisizione video, trasferisce dati multimediali TIPI DI COMPUTER I computer vengono suddivisi in base alle dimensioni e potenza di elaborazione: • Telefono cellulare, Smartphone, lettore multimediale • Palmare PDA: modello di computer tascabile • Laptop Personal computer portatile e trasportabili • Personal computer o PC • Workstation: sono potenti computer utilizzati in applicazioni ingegneristico - scientifico • Minicomputer (consente l’utilizzo contemporaneo da parte di più utenti) Reti Informatiche LE RETI In base alla loro estensione e alla distanza fra i componenti collegati le reti sono suddivise in: Reti locali (LAN Local Area Network) connessione di computer a notevole velocità e distanza limitata (max 1 KM) di solito posti nello stesso ambiente, è una rete privata. Reti geografiche (WAN Wide Area Network) che collegano computer anche a grande distanza, hanno una velocità di trasmissione inferiore e utilizzano canali trasmissivi di telecomunicazione, in genere la linea telefonica si dice pubblica (esempio Internet). LE RETI LOCALI L'utilizzo del computer in rete può essere utile per il Lavoro di gruppo Lavorare sullo stesso documento (modifica, aggiungere, ecc.) Trasmettere file in formato elettronico da un ufficio ad un altro Ricavare informazioni da archivi condivisi Scambiarsi informazioni Condivisione delle risorse Stampanti di qualità Unità periferiche particolari quali plotter, scanner, ecc Reti geografiche - Internet Internet definita come la rete delle reti, o autostrada dell’informazioni è una rete costituita da molte reti telematiche connesse tra loro. La connessione tra le varie reti sono garantite da apparecchiature specializzate quali: Hub, Bridge, Gateway, Router. Queste apparecchiature, con ruoli diversi, garantiscono funzioni di smistamento e connessione tra le reti. Come ci si collega ad Internet Il collegamento di un PC ad Internet può avvenire dal punto di vista tecnico in vari modi, all’interno dei quali si possono individuare due categorie principali • Collegamento diretto con linea dedicata (molto costosa in quanto si crea una sottorete connessa ad Internet) • Collegamento con linea telefonica normalmente utilizzata dagli utenti privati. Per il collegamento con linea telefonica oltre al PC servono: - una linea telefonica - un Modem Come ci si collega ad Internet - Un dispositivo capace di mettere in comunicazione il computer con la rete esterna (MODEM se si usa una linea analogica, ROUTER se la linea è digitale) - un fornitore di connettività (collegamento al Provider (azienda che fornisce il collegamento alla rete Internet) - il software (browser, Internet Explorer o Mozilla) Come ci si collega ad Internet La linea telefonica può essere la tradizionale linea analogica usata dal telefono (molto lenta) Oppure può essere di tipo digitale : ISDN più veloce ADSL ancora più veloce Trasferimento dei dati I servizi per la connessione ad Internet sono: PSTN (Public switched telephone network) rete di telefonia generale costituita da linee di tipo analogico ISDN (Integrated Systems of Digital Network) o reti digitali ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line), che può arrivare ad una velocità da 256 Kbit/s a 1 Mbps in trasmissione e da 4 a 20 Mbit/s in ricezione. L’ADSL viene definita a “banda larga” Comprendere le caratteristiche a banda larga Il termine banda larga (broad band) indica una connessione molto veloce. Con riguardo al costo si può distinguere in: Flat: quando la connessione è a tariffa fissa in base ad un canone mensile Free quando la connessione è a tariffa oraria Trasferimento dei dati Recentemente sono state messe a punto nuove tecnologie che consentono il collegamento in Internet senza l’uso del computer. In particolare si ricorda: • la tecnologia Wap (wireless application protocol) che consente il collegamento mediante il telefono cellulare collegato al computer , oppure tramite le cosiddette “chiavette USB”. Word Wide Web (WWW) Uno dei servizi più diffusi é il Word Wide Web (WWW la rete mondiale) che consente il collegamento a nodi della rete (siti) per ricevere informazioni o servizi. Per poter navigare in Internet per consultare le pagine Web con il WWW è opportuno conoscere alcuni concetti. Ciascun documento è individuato da un indirizzo chiamato URL (Uniform Resource Locator) così strutturato tipo server://nome dominio/tipo di dominio Il tipo di server é http per i server web; il nome del dominio è il nome dell'organizzazione o azienda proprietaria che gestisce il sito (host) il tipo del dominio indica informazioni più precise del dominio esempio: http//www.itcmortati.net I servizi in rete Internet mette a disposizione una vasta gamma di servizi tra i quali: - Accesso a banche dati (WWW: Word Wide Web) - La Posta elettronica (E-mail) - Trasferimento di file (FTP) - Comunicazione in tempo reale (Chat line) - Gruppi di discussione (newsgroup) - Liste di distribuzione (mailing list) - Terminale virtuale con interfaccia a caratteri (Telnet) - Conversazioni telefoniche - Teleconferenza - Telelavoro - Blog pagine web - conversazioni telefoniche Tipi di Domini Esistono vari tipi di domini riferiti all'organizzazione: .com = commerciale . edu = istruzione educativa .gov = ente governativo . mil = organizzazione militare . net = polo di rete o sulla nazionalità del sito .it = Italia .fr = Francia .de = Germania . uk = Inghilterra .es = Spagna . jp = Giappone. Motori di ricerca La ricerca dei siti in grado di fornire informazioni o servizi utili per l'utente viene effettuata dai Motori di ricerca che sono dei programmi che consentono agli utenti di trovare su Internet le informazioni desiderate attraverso parole chiave per l'argomento prescelto. Generalmente offrono anche commercio elettronico e servizi. Il motore di ricerca più utilizzato è Google Un Portale é sito Web di Internet che offre una porta di Ingresso alla rete ricca di servizi per gli utenti, link, notizie di attualità, strumenti di ricerca, proponendosi come guida e pagina di partenza per la navigazione sul Web. Trasferimento dei dati Eseguire un download significa prelevare o scaricare dati (file) dalla rete. Eseguire un upload significa inviare dati alla rete. La velocità di trasferimento dei dati nella rete si misura in bit per secondo (bps) o Kbps o Mbps e varia in relazione delle caratteristiche del modem ed alla “larghezza di banda”quantità massima di bps che la linea utilizza . ICT nella vita di ogni giorno Una delle aree in notevole sviluppo é il commercio elettronico, e-commerce (electronic commerce). Il termine Commercio elettronico significa acquistare e vendere per via elettronica prodotti e servizi utilizzando la rete o comunque effettuare transazioni commerciali. La convergenza tra Internet e multimedialità ci richiama al concetto di ICT (Information and Communication Technology) - tecnologia dell’informazione e della comunicazione - termine che mette a fuoco la sinergia tra Informatica e comunicazione il cui impatto sfocia sull’economia (new economy). Comunità virtuali Per comunità virtuale si intende un certo numero di persone che tramite internet si incontrano virtualmente sul Web, i siti di reti sociali (social network), per chiacchierare ecc. (Twitter, Facebook) Tali spazi virtuali sono: Forum, newsgroup, chat room, servizi di messaggistica, giochi informatici in rete. Svantaggi di Internet Nel momento in cui si decide di accedere ad una comunità virtuale occorre conoscere i rischi in cui si incorre che sono: Trasmissione di visus Attacchi da hacker Adescamento o truffa La posta elettronica La posta elettronica (e-mail) è un servizio offerto dalla rete Internet che é senza dubbio il più usato e che ha determinato la grande diffusione della rete Internet. Il servizio consiste nella possibilità di scambiare messaggi di natura elettronica: due utenti di Internet possono comunicare fra loro attraverso l'e-mail. Il mittente lascia il messaggio su un server connesso alla rete all'interno di una casella postale elettronica (es. [email protected]) associata al nome di un altro utente, dove nel giro di pochi istanti il destinatario può prelevare il messaggio. La distanza fisica diventa così ininfluente e si realizza un collegamento virtuale fra gli utenti di tutto il mondo a costi veramente bassi. SICUREZZA Identità ed autenticazione Per salvaguardare il patrimonio dei dati è necessario che ognuno che accede ad una banca dati nella rete che si registri (solo la prima volta) con il nome utente (ID o username) e ne dia una parola chiave per l’identificazione (password), entrambe serviranno successivamente per l’accesso. E’ necessario che la password non sia riconducibile al proprietario e mantenuta estremamente riservata, non sia di semplici caratteri er composta sia da numeri che da lettere, cambiata frequentemente e diversa per ogni servizio. Sicurezza dei dati Uno dei problemi più rilevanti é quello della sicurezza dei dati. Perdere le informazioni contenute nel nostro computer o subire un danneggiamento delle stesse costituisce un danno notevole. L’argomento “sicurezza dei dati” presenta numerosi aspetti di diversa complessità, noi ci limiteremo solo ai problemi di • copia dei dati importanti (backup) • protezione dei dati • difesa da virus informatici Sicurezza dei dati Backup Il termine indica un duplicato di un gruppo di dati e/o di programmi realizzato ai fini di copia di riserva nel caso in cui l’originale venisse danneggiato o distrutto. Si rende necessaria la copia periodica degli archivi nelle memorie di massa e la conservazione di questi in ambienti sicuri e lontani dalla sorgente. Protezione dei dati La protezione alle banche dati avviene con numerosi metodi, chiusura con chiavi dei terminali, restrizione all’accesso ai dati ai soli utenti in possesso di un username e di una parola comune d’ordine chiamata password. Virus Un virus é un programma parassita collocato all’interno di un altro che • si diffonde con i comuni canali di scambio dati: dischetti, • collegamenti in rete, collegamenti Internet • si annida all’interno di altri programmi • si attiva sviluppando la sua azione distruttiva, al determinarsi di un particolare evento: lancio di un programma, apertura di file, data prefissata. I virus più dannosi sono quelli che cancellano tutti i dati dell’Hard disk, modificano i file o danneggiano i dati, infettano la posta elettronica. Virus Esistono diversi tipi di virus • di file (.exe,.scr,.pif,. Vbs) • del settore di avvio (boot sector virus) • multipartiti (pericolosi e rimangono attivi nel settore boot di sistema) • di macro (contenuti nei file dati es. .doc, .xls) • worm (verme, si diffondono in rete Lan e internet e sono in grado di replicarsi) • trojan horses (cavalli di troia si insediano per rovinare i dati nel computer) Comprendere il firewall Un firewall è un sistema di sicurezza per la protezione dei dati da accessi non voluti, realizzato mediante un controllo di tutte le trasmissioni tra il sistema e le reti esterne e può essere di tipo hardware e di tipo logico(software) Come difendersi dai virus Per difendersi dall’attacco di virus si può ricorrere a particolari programmi chiamati antivirus che deve: individuare ed identificare il virus rimuovere il virus E’ necessario comunque analizzare con l’antivirus aggiornato mensilmente anche gli allegati di e_mail e non eseguire alcun programma eseguibile se non si è sicuri della provenienza e disattivare le macro. Come difendersi dai virus La principale misura da adottare per difendersi da un virus è installare un programma antivirus e mantenerlo aggiornato costantemente in modo da non perdere la sua efficacia. L’antivirus aggiornato deve essere eseguito in modo che faccia la scansione di tutte le periferiche di memoria presente il computer. Il termine Hacker (pirata informatico) sta ad indicare una persona esperta di informatica che si collega con sistemi di elaborazione altrui senza avere l'autorizzazione all'accesso spiando o manomettendo dati e programmi sfruttando i meccanismi di rete.