informatica

Informatica e discipline correlate

Definizioni e concetti chiave

Informatica: INFOrmazione + autoMATICA. È la scienza che si occupa di trattare le informazioni in maniera automatica.

IT: Information Technology. È una tecnologia che elabora le informazioni con sistemi automatici.

Telematica: TELEcomunicazioni + inforMATICA. È una disciplina scientifica e tecnologica che unifica le metodologie e le tecniche delle telecomunicazioni e dell'informatica, per poi trasmetterle a distanza sotto forma di suoni, dati e immagini.

ICT: Information and Communication Technology. È un insieme di tutti i metodi e le tecnologie che realizzano i sistemi di trasmissione, ricezione ed elaborazione delle informazioni.

Computer e sviluppi storici

Computer: è una macchina automatizzata che permette di eseguire complessi calcoli matematici e anche altri tipi di elaborazione di dati. È un elaboratore di informazioni. Comprende la modifica, la ricerca, l'analisi... le informazioni sono i suoni, le immagini, il testo formattato (si possono apportare modifiche, estensione doc. docx.) e non formattato (non si possono apportare modifiche, estensione txt.).

• Nel 600 viene creata la prima macchina calcolatrice da parte di Leibniz e Pascal.
• All'inizio degli anni '90, viene fondata l'IBM, che è la prima azienda che si occupa dello studio dell'informatica.
• Tra gli anni '30-'40 vengono creati i primi computer -> MAINFRAME.
• Nel '57 l'università di Pisa crea la prima calcolatrice scientifica.
• Nel '64 viene creato il primo PC.
• Nel '70 nascono la Apple e la Microsoft.
• Nell'83 Apple presenta Lisa, che è un PC a interfaccia grafica.
• Nell'85 Microsoft presenta Windows.
• Nel 91 nasce Linux, un sistema operativo alternativo a Windows.
• Nel 2007 Apple presenta i primi dispositivi iPhone, iPad e Mac.
• Nel 2008 HTC presenta il primo dispositivo Android.

Tipologie di computer

Mainframe: primi computer, erano molto grandi, molto costosi e consumavano molta energia; ed è per questo che ne veniva acquistato uno per ogni azienda.

Minicomputer: nascono a partire dagli anni '60, sono più piccoli e più economici dei mainframe, e potevano essere acquistati anche da un gruppo di persone.

Microcomputer: anch'essi nascono negli anni '60, dopo l'uscita dei microprocessori 'Intel 4004'. Molto più piccoli ed economici e potevano essere acquistati anche da una singola persona. I PC attuali possono essere considerati dei microcomputer.

Server: sono dei computer che forniscono servizio e sono sempre in ascolto del computer client. Hanno il compito di elaborare e gestire le informazioni.

Workstation: computer monoutente e costoso, usato in ambito professionale.

Notebook: più piccoli dei PC, ma con le stesse prestazioni.

Netbook: = Notebook ma più piccoli.

Tablet: sono dei computer con cui si può agire con il sistema operativo direttamente tramite l'utilizzo delle dita o di una penna speciale. Ha le stesse prestazioni di un PC, ma un input diverso.

Smartphone: telefono cellulare con capacità di calcolo, di memoria e di connessione dati, basato su un sistema operativo per dispositivi mobili.

Feature Phone: i vecchi telefoni cellulari.

Input e output

Input: l'uomo comunica con il computer.

Output: il computer comunica con l'uomo.

Software

Software: i software sono dei programmi che indicano al computer come svolgere un determinato compito.

• Programmi: sono una sequenza di istruzioni, scritte in un linguaggio specifico, che fanno eseguire al computer vari compiti.
• Applicazioni: sono dei programmi che possono essere eseguite da un determinato sistema operativo.

Tipologie di software

Firmware: (Firm stabile + Software) è il software contenuto nell'hardware del computer, è installato direttamente dal produttore del dispositivo e il suo scopo è quello di avviare il computer e di consentirgli di interagire con le altre componenti dell'hardware.

Software di base: è la parte del software più vicina all'hardware della macchina.

Sistema operativo: è il software del sistema che gestisce e controlla le risorse e le attività del computer, controlla il flusso di dati tra la memoria centrale e le periferiche e fornisce un'interfaccia grafica. È il software che gestisce le risorse hardware e il software.

• Kernel: è il motore di un sistema operativo, permette un accesso più sicuro all'hardware. Microkernel: ha poche funzioni, più tollerabile ai guasti, ma più lento e meno stabile; kernel tradizionale: più costoso, ma più veloce e stabile.
• Scheduler: si occupa della gestione di più processi contemporaneamente. Utilizza la tecnica del time-slicing, cioè alternare ciclicamente l'esecuzione dei processi; il cambio da un processo all'altro prende il nome di cambio di contesto.
• Gestore della memoria centrale: è una memoria limitata e si occupa di caricare tutti i programmi e i dati del processo che deve essere eseguito.
• Gestore della memoria secondaria: è più veloce e gestisce i dati tramite l'organizzazione in FILE e DIRECTORY.
• File: contengono le informazioni, hanno un nome e una posizione e sono contenuti nelle Directory.
• Directory: sono organizzate ad albero, possono contenere File o altre Directory.
• Gestore dei dispositivi: si occupa della gestione dei dispositivi con funzioni generiche. La componente principale è il Driver. Il Driver è un insieme di funzioni che permette l'accesso al dispositivo e il riconoscimento di periferiche aggiuntive da parte del sistema operativo.
• Interfaccia utente: è l'interfaccia utente grafica di un sistema operativo, tipo desktop, puntatore del mouse, icone, ecc… (l’insieme di dispositivi orientati alla gestione del colloquio fra il computer e l’utente.)

Software applicativo: elaboratore testi, email, navigazione, database…

Software multimediale: presentazione, didattica, pubblicità...

Hardware

Hardware: è l’insieme delle parti fisiche di un computer e comprende: i componenti fondamentali interni, le memorie di massa, le periferiche di input e output e le periferiche di comunicazione.

La macchina di Turing è una macchina che manipola i dati su un nastro molto lungo.

Nel 1945 viene stilato il primo documento che descrive una macchina elettronica nella cui memoria vengono registrati dati e programmi, da parte di von Neumann (infatti i nostri computer vengono chiamati anche macchine di von Neumann).

Componenti hardware (componenti base del PC)

Memorie centrali

ROM: Read Only Memory (memoria di sola lettura). I dati vengono memorizzati prima dell’installazione e mantiene le informazioni anche quando si spegne il computer. Contiene il software (firmware) che permette l’avvio del computer, è integrato nella scheda madre. Non permette la modifica dei dati in essa contenuti.

RAM: Random Access Memory (memoria ad accesso casuale). Consente la lettura e scrittura dati. Perde tutte le informazioni quando si spegne il computer; velocità di accesso è elevata, economica, capacità minima di 1 GB. È una memoria volatile, cioè una memoria informatica che, a differenza della memoria non volatile, necessita dell'alimentazione elettrica continua al fine di mantenere memorizzate le informazioni.

Cache: è un tipo di RAM molto veloce; vengono impiegati per i dati utilizzati dai processori, perde tutte le informazioni quando si spegne il computer, è inclusa nei processori divisa in tre parti:

• L1: I livello, molto piccola e velocissima;
• L2: II livello, più grande e lenta di L1, ma più veloce della RAM;
• L3: III livello, nei processori moderni.

Memorie di massa

Sono delle memorie esterne secondarie, che mantengono le informazioni anche a computer spento.

SSD: solid-state drive (unità a stato solido). Utilizza memorie a stato solido per memorizzare i dati, silenzioso e molto veloce, scrittura e lettura limitati rispetto agli hard disk tradizionali, consumi minori, capacità da poche decine GB a 2TB. In un sistema multidisco (PC o notebook), viene utilizzato come hard disk.

Hard disk: "disco fisso", più lento rispetto agli SSD, lettura e scrittura più veloci, capacità da qualche GB a TB.

Hard disk RAID: strategie che servono per migliorare, permette di combinare più dischi insieme per formarne uno. Aumenta l’affidabilità (se si rompe un hard disk, l’altro ha memorizzato tutte le informazioni). 6 o 7 tipologie differenti, le più importanti sono RAID 0 e RAID 1.

Il floppy disk (chiamato anche disco, dischetto o floppy): è un supporto di memoria digitale di tipo magnetico.

USB-Disk: facilmente trasportabile. USB di tipo 3: blu, USB di tipo 2: bianco e nero, USB di tipo 1: introvabili, USB 3.1: intermedia tra 3 e 4, il formato corrisponde alla presa del cellulare.

SD, MicroSD, Memory Card: facilmente trasportabile, capacità di pochi GB, la velocità dipende dalle tecnologie utilizzate e dalla connessione al computer, economico, utilizzate più spesso su dispositivi elettronici portatili.

Dischi ottici (CD/DVD): facilmente trasportabile, economico, capacità da qualche MB a pochi GB.

CPU e componenti correlati

CPU: componente principale del PC, è un microprocessore, controlla e coordina le diverse parti del computer, gestisce la memoria, effettua le operazioni aritmetiche-logiche, gestisce e controlla il flusso dei dati.

• Prestazioni: parallelismo 34 bit, velocità misurata in hertz, dimensione della cache L1, L2, L3.
• CU (control unit): preleva i dati della memoria centrale, li decodifica e li invia alla ALU.
• ALU (arithmetic logic unit): esegue operazioni logico-aritmetiche.
• Registri: memorie veloci interne al CPU.

Dissipatore: è un componente essenziale in un computer, perché consente di raffreddare il processore abbassando la temperatura durante il suo utilizzo.

• Tipologie: passivo, attivo, ad acqua, ad aria, ibrido.

Scheda video: gestisce l'output visivo del computer.