Architettura
del Computer
Impiego nella vita
quotidiana
Argomenti
1.
2.
3.
4.
5.
Concetti generali
Hardware
Software
Le reti informatiche
Il computer nella vita di ogni giorno
2
I.C.T. (Information and
communication technology)
INFORMATICA
TELECOMUNICAZIONE
INFORMazione automATICA
Scienza che si occupa di raccogliere,
organizzare, conservare e distribuire
le informazioni tramite sistemi
automatici di elaborazione dei dati
(computer)
3
Pregi e difetti del computer







Versatilità
Rapidità
Precisione
Capacità di esecuzione di
lavori ripetitivi
Capacità di gestione di grandi
quantità di dati
Capacità di integrare dati
provenienti da fonti diverse
Possibilità di memorizzare dati
per lunghi periodi di tempo






Mancanza di intelligenza
autonoma
Mancanza di creatività
Difficoltà ad affrontare
problemi nuovi
Difficoltà nei lavori non ripetitivi
Difficoltà a gestire informazioni
non strutturate
Possibilità di guasti
4
Componenti di un sistema
informatico
Hardware
Software
Parte fisica
Componenti logiche
Componenti fisiche
(elettroniche e
meccaniche) di un
computer
Istruzioni eseguite dal
computer (programmi) e
dati/informazioni
elaborate
5
L’hardware
I Personal Computer (PC)
Nati per l’uso personale
Computer IBM compatibili
2 tipi
computer da tavolo
Computer portatili
(desktop)
(notebook)
7
Mainframe e minicomputer



Grandi dimensioni
Elevata potenza
Molto costosi e
sofisticati


Potenza medio-alta
Dimensioni e costi
inferiori rispetto ai
mainframe
Utilizzati da diversi utenti tramite terminali
8
Terminali e network computer
Terminali


Apparecchiature
composte da video e
tastiera
Possono essere stupidi
(non hanno capacità
elaborative proprie) o
intelligenti (sono dotati
di capacità elaborative
propria)
Network computer



Computer utilizzati per la
connessione in rete
Sono privi di risorse
proprie
Utilizzano risorse di
computer e reti a cui sono
collegati
9
Computer di recente introduzione
Workstation



Computer da tavolo con
aspetto e dimensioni di
un PC
Elevate potenze di
calcolo e prestazioni
grafiche
Utilizzate da grafici e
progettisti
Palmari (PDA)




Dimensioni tascabili
Peso di 300-400 gr.
Non possiedono dischi o
supporti magnetici
Funzioni di agenda
elettronica, invio e
ricezione fax e e-mail,
navigazione.
10
Riepilogo sui tipi di computer
Classe
Prestazioni
Costo
Impiego
N. utenti
Mainframe
Elevate
Elevato
Sistema aziendale
Elevato
Minicomputer
Medie
Medio
Sistema dipartimentale o sistema
aziendale per medie aziende
Medio
Workstation
Medie
Medio
Sistema individuale per applicazioni
“pesanti”
Uno
PC
Basse
Basso
Sistema individuale
Uno
Notebook
Basse
Basso
Sistema individuale portatile
Uno
Network computer
Basse
Basso
Sistema individuale collegato con
altri computer
Uno
PDA
Bassissime
Bassissimo
Sistema tascabile
Uno
11
L’idea del computer
Realizzare una macchina che non esegua solo alcune
operazioni predeterminate ma che fosse di uso generale
(general purpose), ovvero programmabile
La macchina non deve ricevere solo
dati da elaborare, ma anche istruzioni
12
Modello logico di un computer
(Von Neumann)
Esegue tutte (o quasi) le operazioni effettuate da un
computer e controlla tutto ciò che avviene al suo interno
Bus
Processore
Memoria
centrale
Contiene le istruzioni che il processore deve eseguire, i
dati su cui operare e i risultati ricavati
13
Modello logico di un computer
(Von Neumann)
Memoria
centrale
Processore
Bus
I/O
I/O
I/O
Consentono di immettere dati e/o comandi (input) e di
ottenere risposte e risultati (output)
14
Il processore (CPU)
Central Processing Unit
A.L.U.
A.L.U.
C.U.
(Arithmetic Logical Unit =
Unità logico-aritmetica)
ha il compito di eseguire le
operazioni aritmetica e logiche
sui dati.
C.U.
(Control Unit = Unità di controllo)
ha il compito di supervisionare il
funzionamento della macchina nel suo
complesso
15
Prestazioni del processore
M.I.P.S.
Hertz (Hz)
(Million Istruction Per Second
=
Milioni di istruzioni al
secondo)
(Numero di cicli al secondo)
Sono più utilizzati due suoi
multipli, il MegaHertz (MHz) e
il GigaHertz (GHz):
1 MHz circa 1.000.000 Hz
1 GHz circa 1.000.000.000 Hz
16
La memoria centrale

È detta anche RAM (Random Access
Memory – Memoria ad accesso casuale o
diretto)

È una memoria veloce

È volatile o temporanea (quando si
spegne il computer il suo contenuto viene
cancellato)
17
La scheda madre (Motherboard)





Processore
RAM
ROM-BIOS
Porte
Connettori del bus
18
La memoria ROM

È una memoria a sola lettura (ROM = Read
Only Memory)

È una memoria veloce

Contiene il BIOS (Basic Input Output System),
che gestisce le funzioni di I/O

È una memoria permanente (il contenuto non si
cancella quando il computer viene spento)
19
Le porte







Seriale (COM1 e COM2, usate per mouse, modem, …)
Parallela (LPT1 e LPT2, usate per le stampanti)
PS/2 (tastiera e mouse)
USB (Universal Serial Bus, numerose tipi di periferiche)
Firewire (periferiche particolarmente veloci e sofisticate)
IrDA (Infrared Data Association)
SCSI (Small Computer System Interface)
20
Connettori del bus

ISA (Industry Standard Architecture – standard
vecchio e lento)

PCI (Peripheral Connector Interface - usato per
la maggior parte delle schede interne)

AGP (Advanced Graphics Peripheral – usato
per la scheda video)
21
Tastiera
Consente di digitare comandi o di
scrivere testi
Esistono diversi tipi di tastiere, che hanno diverse
disposizioni dei tasti. La più diffusa in Italia viene
indicata con la sigla QWERTY
22
Mouse
Dispositivo di puntamento che consente di
spostare un puntatore (freccetta) sullo
schermo ed eseguire alcuni comandi
premendo dei tasti
Sostituti del mouse:
Trackball: sfera incastrata in posizione fissa, che viene
fatta ruotare con la mano per muovere il puntatore.
Touchpad: superficie piana sensibile al tatto; facendo
scorrere il polpastrello su di essa si determina il movimento
del puntatore.
23
Scanner
Dispositivo che consente di
digitalizzare un’immagine o un
documento stampato e di
acquisirlo come file all’interno del
computer.
È spesso utilizzato insieme a:
programmi di fotoritocco, per elaborare immagini fotografiche
OCR (Optical Character Recognition), programmi di riconoscimento dei
caratteri, che permettono di trasformare l’immagine del testo letto con lo
scanner in una sequenza di caratteri da trattare con un programma di
elaborazione testi
24
Altri dispositivi di input

Microfono (usato per registrare suoni, impartire
comandi vocali, creare testi tramite dettatura, …)

Fotocamera digitale (macchina fotografica digitale)

Webcam (piccola telecamera)

Lettore di codici a barre (o penna ottica)

Joystick (usato nei giochi per muoversi ed effettuare
delle azioni)

Tavoletta grafica (usata per produrre disegni da
memorizzare o elaborare a computer)
25
Monitor (o schermo video o
display)
Visualizza lo stato del computer
e/o dei programmi, e il risultato
dell’elaborazione
Tecnologie più utilizzate:
CRT (Cathode Ray Tube): monitor classici con tubo a
raggi catodici
LCD (Liquid Cristal Display): monitor a cristalli liquidi di
recente introduzione
26
Parametri dei monitor

Dimensione, espressa in pollici e misurata lungo la
diagonale

Risoluzione (quantità di punti in cui è suddiviso lo
schermo, es. 1024x768), misurata in pixel (picture
element)

Gamma dei colori rappresentabili

Frequenza di scansione dell’immagine (numero di volte
al secondo in cui l’immagine viene rinnovata), misurata
in hertz
27
Stampante
Consente di stampare su carta i
risultati di un’elaborazione (testi,
immagini, …)
Tecnologie utilizzate:
Aghi (ad impatto): stampanti vecchie, attualmente usate solo se si ha
bisogno di stampati in ricalco
Getto d’inchiostro: stampanti a basso costo, con ottima qualità grafica
Laser: stampanti più costose, con elevata velocità di stampa e ottima
qualità testo.
28
Altri dispositivi di output

Altoparlanti e cuffie (consentono di riprodurre
suoni)

Plotter (dispositivo per disegno tecnico,
costituito da penne di diversi colori che vengono
pilotate dal computer per comporre disegni su
un foglio di carta)

Sintetizzatori vocali (consentono di riprodurre
la voce umana per la lettura di testi)
29
Dispositivi di input e output
Dispositivi che svolgono sia la funzione di input che
quella di output, come ad esempio:
Touchscreen: schermo sensibile al tatto,
utilizzato per inviare informazioni o comandi
Modem: dispositivo utilizzato per la connessione
ad Internet tramite linea telefonica
30
Dispositivi di memoria
Tipi di memorie
Memorie veloci
Memorie di massa
Dispositivi magnetici
Dischi
RAM
ROM
Hard disk
Floppy disk
Pen drive
Dispositivi ottici
Nastri
Data cartridge
CD
DVD
31
Unità di misura della capacità di
memoria
L’informazione elaborata da un computer deve
essere rappresentata tramite dispositivi che
possono assumere 2 stati
L’alfabeto informatico è formato da 2 simboli: 0 e 1
32
Bit e byte
Una cifra binaria (0 o 1) viene definita
Bit (Binary digit)
Una stringa di 8 bit viene definita
Byte
Memorizza un carattere
0 1 0 0 1 1 0 1
33
Multipli del byte
Kilobyte
Megabyte
Gigabyte
Terabyte
(KB)
= 1024 (210) byte (circa 1000)
(MB)
= 1024 KB
= 1024*1024 (220) byte (circa 1 milione)
(GB)
= 1024 MB
= 1024*1024 KB
= 1024*1024*1024 (230) byte (circa 1 miliardo)
(TB)
= 1024 GB
= 1024*1024 MB
…
34
L’hard disk (o disco fisso o rigido)

È il dispositivo di memoria più
capiente (decine o centinaia di GB)

È il dispositivo di memoria di massa
più veloce. Le prestazioni dipendono
dal tempo medio di accesso, espresso
in millisecondi (ms) e dalla velocità di
rotazione, espressa in giri al minuto
(rpm = rotation per minute)

È presente su ogni computer, si trova
all’interno dell’unità centrale e non è
estraibile (per questo è detto disco
fisso)
35
Il floppy disk

Supporto rimovibile di capacità
limitata (1,44 MB)

Viene letto e scritto tramite un
apposito drive (lettore) presente su
tutti i computer

Utilizzato per il trasferimento di file
di piccole dimensioni
36
Pen Drive

Memoria magnetica rimovibile

Capacità: fino a 64 GB

Collegati tramite porta USB

Utilizzati per trasferimento/portabilità dei dati
37
Supporti ottici

2 tipi principali: CD (Compact
Disk) e DVD (Digital Versatile
Disk)

Vengono letti da appositi lettori e
scritti da masterizzatori, con una
tecnologia che fa uso del laser

Capacità: 650-700 MB per i CD e
4,7-17 GB per i DVD
38
I nastri (Data Cartridge)

Cartucce simili a videocassette

I dati sono registrati uno di seguito all’altro, in
modo sequenziale

È il dispositivo di memoria più lento, proprio a
causa dell’accesso sequenziale

Sono utilizzati per il backup dei dati
39
Riepilogo memorie
Tipo
Funzione
Capacità
Velocità
Aggiornamento
Volatilità
Trasferibilità
RAM
Elaborazione
Bassa
(256- 1024 MB)
Alta



ROM
Avvio
Bassissima
(KB)
Alta



Hard disk
Archiviazione
Alta
(GB)
Media



Floppy disk
Conservazione
Trasferimento
Bassa
(1,44 MB)
Bassa



CD-ROM
Trasferimento
Media
(650-700 MB)
Media



DVD-ROM
Trasferimento
Alta
(4,7-17 GB)
Media



Pen Drive
Trasferimento
Alta
(fino a 64 GB)
Media



Data
cartridge
Backup
Alta
(GB)
Bassa



40
Prestazioni (e qualità) di un PC
Processore
RAM
Hard Disk
Scheda video
Tipo (Pentium, Celeron, …)
Frequenza (MHz o GHz)
Capacità (MB)
Capacità (GB)
Velocità di rotazione (rpm)
Processore grafico
Quantità di memoria (MB)
Dimensione (pollici)
Monitor
Risoluzione (pixel)
Gamma colori
Frequenza di refresh (Hz)
Tipo (aghi, getto d’inchiostro, laser, …)
Stampante
Velocità di stampa (ppm = pagine al minuto)
Risoluzione (dpi = dot per inch – punti per pollice)
41
Il software
Funzione del software
Il computer è una macchina di uso generale, può eseguire
un gran numero di operazioni diverse, ma non è predisposto
per eseguire alcuna operazione.
Per farlo funzionare bisogna fornirgli l’insieme di istruzioni
che servono per fargli svolgere un determinato compito,
cioè un …
Programma
43
Classificazione del software
Tipi di software
Software di
base
(o di sistema)
Programmi che
consentono di gestire le
risorse del computer
Software
applicativo
Programmi che permettono
all’utente di eseguire
compiti specifici
44
Il Sistema Operativo (S.O.)

È il più importante tra i software di base

È indispensabile per il funzionamento della
macchina

Viene caricato in memoria centrale
all’accensione del computer
45
Compiti del S.O.
1.Gestire e
2.Fornire
controllare le
all’utente
risorse HW
un’interfaccia
e SW del
con cui
computer
operare
46
Interfacce utente
Tipi di interfaccia
A linea di comando
(o a caratteri, o
testuale)
Grafica
G.U.I. (Graphic User
Interface)
47
L’interfaccia a caratteri
È costituita da una schermata nera
e i comandi vengono impartiti
scrivendoli con la tastiera,
utilizzando il linguaggio dei comandi
specifico del S.O.
C:> copy lettera.txt a:
Svantaggi:
Bisogna conoscere la sintassi dei comandi, che a volte è
complessa
È molto facile sbagliare a scrivere un comando, e a volte è
difficile capire dove sta l’errore
48
L’interfaccia grafica
È costituita da vari simboli grafici
(icone, finestre, menù, …) e i
comandi vengono prevalentemente
impartiti puntando un oggetto col
mouse e premendo un tasto o
trascinando l’oggetto
Vantaggi:
Le operazioni sono più intuitive rispetto ad un linguaggio di
comandi
I simboli sono di facile comprensione
49
Sistemi operativi
MS DOS
 MS Windows (95, 98, ME, NT, 2000, XP,
Vista, Seven, etc.)
 Unix
 Linux
 Mac OS

50
Il SW applicativo
Una Applicazione è che un programma
finalizzato a gestire in forma elettronica un
campo dell'attività umana
51
Alcuni esempi di applicazioni
Tipi di SW
General purpose
Office Automation
(Automazione d’ufficio)
Elaborazione testi
Fogli di calcolo
Database
Strumenti di presentazione
Special purpose
Appicazioni aziendali
Contabilità
Gestione magazzino
Fatturazione
Gestione personale
…
52
Le reti informatiche
Vantaggi della connessione

Comunicazione personale/aziendale.

Condivisione risorse Hardware.

Condivisione di dati (archivi, file, cartelle)
54
Collegamenti P2P e reti
2 computer
3 o più computer
Collegamento point to point
Rete di
computer
(o peer to peer
o punto a punto)
55
Tipi di rete
LAN
Local Area Network
Rete locale
MAN
Metropolitan Area
Network
Rete
metropolitana
WAN
Wide Area Network
Rete geografica
56
Le LAN

Connettono apparecchiature su brevi
distanze (all’interno di un edificio o tra
edifici adiacenti).

Utilizzano cavi e hardware dedicati.

Velocità di comunicazione tipica: 100
Mbps.
57
MAN e WAN

Connettono computer e reti locali distanti, su
territorio cittadino (MAN), nazionale o
continentale (WAN).

Composte da grandi linee di comunicazione che
connettono un vasto territorio (rete telefonica,
rete ISDN, …).

Velocità di comunicazione inferiori a quelle delle
LAN.
58
La linea telefonica





È indicata con la sigla PSTN (Public Switched
Telephone Network)
È di tipo analogico (il segnale può assumere tutti i livelli
di tensione compresi tra un minimo e un massimo) e a
commutazione di circuito
Occorre che sul computer sia presente un modem
(modulatore/demodulatore) per il collegamento
Bassa velocità di trasmissione (max 56 Kbps)
È possibile raggiungere velocità superiori grazie alla
tecnologia ADSL (Asymmetrical Digital Subscriber Line)
59
La linea ISDN (Integrated Service
Digital Network)



È una linea digitale (il segnale può assumere
due livelli di tensione corrispondenti ai bit 0 e 1)
Occorre che sul computer sia presente un
adattatore per il collegamento
Consente velocità superiori rispetto alla linea
telefonica (300 Kbps)
60
Internet

È un collegamento tra le reti di tutto il mondo (la
rete delle reti)

È l’erede della rete ARPANET, creata negli USA
negli anni ‘60

Le regole di comunicazione sono definite dal
protocollo TCP/IP (Trasmission Control Protocol
/ Internet Protocol)
61
Intranet

Rete interna ad una azienda (locale) che utilizza
il protocollo TCP/IP per la comunicazione

Le informazioni non sono accessibili all’esterno,
neppure se la rete è connessa ad Internet

Consente ai dipendenti di un’azienda di
accedere alla rete aziendale anche da
postazioni remote.
62
Extranet

È una rete aziendale aperta all’esterno (ma solo
a coloro che sono autorizzati all’accesso), che
usa il protocollo TCP/IP per la comunicazione

È tipicamente utilizzata da clienti e/o fornitori per
effettuare transazioni

Non è liberamente accessibile dall’esterno,
neppure se collegata ad Internet
63
Il World Wide Web (WWW)

È un servizio di collegamento a dei nodi (siti) per
ottenere informazioni e servizi

È costituito da un gran numero di schermate o
documenti (pagine web), che contengono
collegamenti ad altre pagine

Le pagine vengono composte tramite il
linguaggio HTML (Hyper Text Markup
Language), e sono “navigabili” tramite appositi
programmi detti browser
64
La posta elettronica (e-mail)

Servizio di trasmissione di messaggi

Consente una comunicazione molto veloce
tramite messaggi di testo

Consente di inviare qualsiasi tipo di
informazione (testo, immagini, suoni, sequenze
filmate, …) memorizzata su un computer

Per usufruirne bisogna avere una casella di
posta elettronica
65
Il computer nella vita
di ogni giorno
In azienda o ufficio
Elaborazione testi
Foglio elettronico
Automazione d’ufficio
(Office Automation)
Presentazioni
Database
Desktop Publishing
Grafica
Amministrazione
Applicazioni gestionali
Gestione contabilità
Gestione magazzino
Gestione personale
67
Automazione d’ufficio

Microsoft OFFICE (a pagamento)

ma anche Open OFFICE (gratuito)
68
WORD (ELABORATORE TESTI)
Microsoft Word è un programma di videoscrittura prodotto da
Microsoft

La funzione principale è la FORMATTAZIONE del testo

Presenta inoltre funzioni che consentono di creare documenti
visivamente gradevoli senza essere grafici esperti.

Il programma include poi funzioni di disegno di base, con le quali si
possono fare semplici forme sia 2D che 3D; comprende anche la
funzione WordArt, che si può utilizzare per fare dei titoli colorati con
effetti 3D, personalizzabili. Si possono anche inserire nel documento
immagini, fotografie e ClipArt.
69
EXCEL (FOGLIO ELETTRONICO DI CALCOLO) (1)
Microsoft Excel è un programma dedicato alla produzione ed alla
gestione dei fogli elettronici di calcolo prodotto da Microsoft

costituito da un insieme di celle, organizzate in righe e colonne (tipo
battaglia navale), atte a memorizzare dati ed effettuare operazioni
matematiche
70
EXCEL (FOGLIO ELETTRONICO DI CALCOLO) (2)
Microsoft Excel è un programma dedicato alla produzione ed alla
gestione dei fogli elettronici di calcolo prodotto da Microsoft

Altra funzione importante è la creazione di GRAFICI che permettono
di rappresentare visivamente delle informazioni, agevolandone la
lettura
71
POWERPOINT (PRESENTAZIONI)
Microsoft PowerPoint è un programma dedicato alla produzione di
presentazioni multimediali prodotto da Microsoft

È utilizzato principalmente per proiettare e quindi comunicare su
schermo, progetti, idee, e contenuti potendo incorporare testo,
immagini, grafici, filmati, audio e potendo presentare tutto questo
con animazioni di alto livello.

Le presentazioni sono suddivise
in slide (diapositive)
72
ACCESS (DATABASE)
Microsoft Access è un programma dedicato alla gestione di basi di
dati (database) di tipo relazionale prodotto da Microsoft


La funzionalità principale è archiviare e gestire dati in maniera
strutturata ed organizzata;
I campi di utilizzo molteplici: dalla semplice creazione di una rubrica
elettronica per la gestione e l'archiviazione di indirizzi e numeri
telefonici, alla gestione delle vendite, del parco clienti o fornitori,
dall'aggiornamento e gestione di un magazzino alla gestione della
contabilità o all'analisi di dati statistici, dalla creazione di un
qualsiasi tipo di archivio con la possibilità di inserirvi anche
immagini, foto o suoni, etc.
73
PUBLISHER (DESKTOP PUBLISHING)
Microsoft Publisher è un programma dedicato al ”desktop publishing”
prodotto da Microsoft

Il desktop publishing (termine mutuato dall'inglese), in sigla DTP,
è l'insieme delle procedure di creazione, impaginazione e
produzione di materiale stampato dedicato alla produzione editoriale
(come libri, giornali, riviste o dépliant), usando un personal
computer.

Differisce da Microsoft Word nell'essere più orientata verso la
grafica e l'aspetto estetico invece che basarsi maggiormente sul
testo
74
Grafica e fotoritocco

I software per l'elaborazione e la manipolazione di immagini sono tutti
quei programmi tramite i quali è possibile effettuare operazioni di editing
digitale sia a livello professionale che amatoriale.

Il capostipite di questo settore è il famoso Adobe PhotoShop che, tra gli
strumenti di fotoritocco, è quello più utilizzato (pur non essendo gratuito),
caratterizzato da una varietà di funzioni disponibili, tramite le quale è
possibile modificare fotografie ed immagini usufruendo di molteplici
strumenti di ritocco, aggiungere sfondi o effetti grafici, ritagliare, inclinare,
ridurre o ingrandire una foto, modificarne la risoluzione, unire più immagini
in un solo livello o applicare filtri predefiniti per modificare l'immagine
originale.

Oggi per eseguire le comuni operazioni di fotoritocco e manipolazione delle
immagini è sufficiente utilizzare software freeware o opensource,
poichè sono diventati sempre più completi e professionali (es. GIMP).
75
Nella produzione industriale

CAD (Computer Aided Design –
progettazione assistita): realizzazione di
progetti tramite appositi programmi

CAM (Computer Aided Manufacturing):
controllo e automazione delle linee di
produzione

Gestione delle scorte
76
Nell’istruzione / formazione

CBT (Computer Based Training – sistemi
di apprendimento o autoistruzione tramite
computer): formazione su misura, in base
alle proprie esigenze, conoscenze e ritmi

Distance-learning (Istruzione o
formazione a distanza): corsi di
formazione fruibili tramite Internet
77
Programmi web-based

Le applicazioni web-based oggi
concorrono ad implementare in tutto o in
parte soluzioni software, ad esempio
Motori di ricerca, Social Network, CMS,
Webmail, e-commerce, web forum, blog
78