Informatica (tutto il programma)

Informatica

Definizioni

Definizioni Pag. 2-3

• Modello di Von Neumann Pag. 3
• Processore CPU
• Periferiche Pag. 5-6
• Memoria e vari tipi Pag. 7–10

Linguaggi di programmazione

Linguaggi di programmazione Pag. 11-13

• Algoritmo pag. 13
• Software applicativo, operativo, generale pag. 14
• Intelligenza artificiale pag. 16
• Copyright

Le reti

• Definizione e tipi Pag. 18
• Topologia pag. 19-20
• Architettura pag. 21
• Protocolli pag. 22-24
• Accesso alla rete pag. 25
• Connessione a Internet pag. 26

IT e società

IT e società Pag. 27

• Sistema informatico pag. 28-29
• Sistema informativo aziendale SIA pag. 29-20
• Sistema informatico centralizzato pag. 31
• Sistema informatico distribuito (+ es. client-server) pag. 31-32

Sicurezza informatica

Sicurezza informatica Pag. 33-38

• Protezione dati (password, crittografia, cifrari, malware, firewall, cookie)
• Legge sulla privacy pag. 38

Windows

Windows Pag. 39-41

• Software applicativi pag. 42
• Microsoft Office pag. 43

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Concetti base – definizioni

L’Informatica è la scienza applicata che si occupa del trattamento dell’informazione mediante procedure automatizzate. È una disciplina fortemente connessa con l’automatica, l’elettronica ed anche l’elettromeccanica.

L’informatica come scienza si accompagna e si integra o è di supporto a tutte le discipline scientifiche e non, e come tecnologia pervade pressoché qualunque «mezzo» o «strumento» di utilizzo comune e quotidiano, tanto che tutti siamo in qualche modo utenti di servizi informatici. L’informatica, assieme all’elettronica e alle telecomunicazioni unificate insieme sotto la denominazione di Information and Communication Technology (ICT), rappresentano quella disciplina e allo stesso tempo settore economico che ha dato vita e sviluppo alla terza rivoluzione industriale attraverso quella che è comunemente nota come rivoluzione digitale.

Hardware: insieme degli elementi fisici che formano il computer (parti meccaniche ed elettriche)

Software: insieme dei programmi che consentono al computer i vari compiti

Programmi: singola applicazione in grado di fare svolgere al computer un compito ben specifico. È una sequenza di operazioni elementari (istruzioni) che dicono al computer cosa deve fare in ogni momento

ICT: insieme delle tecnologie fisiche e non in grado di consentire la manipolazione e la trasmissione delle informazioni

Un personal computer o pc è un sistema che elabora informazioni digitali cioè: ingressi di dati input (tastiera, scanner, monitor) che vengono elaborati e successivamente trasformati in dati output (video, immagini. Es: Teams che, una volta collegati, elabora immagini, voci e suoni e li trasmette tramite una rete internet). Esistono diversi tipi:

• Mainframe: computer di grandi dimensioni (sia fisiche che di potenza) usati per applicazioni scientifiche o per gestire basi di dati di grandi aziende (tipo banche)
• Minicomputer (server): computer di dimensioni e potenza media, usati in genere per gestire basi di dati di piccole-medie aziende o a livello dipartimentale
• Workstation: computer utilizzati per elaborazioni complesse che richiedono potenzialità molto maggiori di un semplice personal computer
• Personal computer: computer utilizzabili dalla singola persona con svariati campi di impiego come lavoro, casa, divertimento, internet …

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• Laptop (portatili): hanno il vantaggio di essere leggeri, facili da trasportare e utilizzabili ovunque
• Netbook: vengono indicati alcuni particolari notebook di dimensioni medie inferiori
• Tablet: caratterizzati da dimensioni compatte e che utilizzano come input principale uno schermo controllato da una penna o tramite dita invece che tastiera e mouse
• Smartphone: è un telefono cellulare con capacità di calcolo, di memoria e di connessione dati molto più avanzate rispetto ai normali telefono cellulari

Un personal computer è costituito da una unità centrale e da un insieme di dispositivi esterni detti periferiche. Nell’unità centrale trovano posto tutte le componenti del computer (CPU, memorie, schede ecc …), le periferiche invece hanno generalmente funzioni di input e output dei dati cioè servono ad immettere dati nel computer o riceverne da esso. Sono tastiera, mouse, stampante ma anche microfono, casse, modem e scanner.

Un sistema informatico è l’insieme di molte parti che cooperano per memorizzare e manipolare l’informazione. Studiare l’architettura di un sistema informatico significa individuarne le varie parti, comprenderne il principio generale di funzionamento ed intuire come le singole parti interagiscono fra di loro. Una prima, iniziale suddivisione di un sistema informatico viene fatta distinguendo due componenti separate ma mutuamente dipendenti: l’hardware e il software.

Con il termine Hardware si intende la parte fisica del computer, tutto quello che si può toccare. Quindi monitor, tastiera, masterizzatore DVD, hard disk, mouse, stampante ecc., è tutto hardware.

Per distinguere dall’altro gruppo di componenti di un calcolatore, senza il quale non potrebbe funzionare, che è il Software, cioè i dati e i programmi, le istruzioni che permetto al pc di eseguire i compiti.

Il modello di Von Neumann

Il modello di Von Neumann è una tipologia di architettura hardware per computer digitali programmabili a programma memorizzato la quale condivide i dati del programma e le istruzioni del programma nello stesso spazio di memoria.

L'importanza dell'architettura di von Neumann è notevole in quanto è l'architettura hardware su cui è basata la maggior parte dei moderni computer programmabili.

Lo schema si basa su cinque componenti fondamentali: Pag.3

• CPU (o unità di lavoro) che si divide a sua volta in Unità operativa, nella quale uno dei sottosistemi più rilevanti è l'unità aritmetica e logica (o ALU)
• Unità di controllo
• Unità di memoria intesa come memoria di lavoro o memoria principale (RAM, Random Access Memory)
• Unità di input, tramite la quale i dati vengono inseriti nel calcolatore per essere elaborati
• Unità di output, necessaria affinché i dati elaborati possano essere restituiti all'operatore
• Bus, un canale che collega tutti i componenti fra loro.

Dopo aver visto il modello di Von Neumann, vediamo come è composta una scheda madre:

La piastra base sulla quale tutti i componenti sono saldati è chiamata Scheda Madre o Motherboard. Il processore o CPU (Central Process Unit, Unità Centrale di Processo) è il cuore del computer. Infatti nello schema di Von Neumann è posizionato al centro.

Processore (CPU)

Il processore controlla e gestisce tutte le operazioni del calcolatore: è il processore che recepisce il segnale che arriva ogni volta che si preme un tasto della tastiera, lo elabora e visualizza il carattere corrispondente sul foglio di Word.

È il processore che si accorge che è stato fatto un doppio clic su una cartella e fa in modo che il contenuto sia visualizzato. È il processore che recepisce il comando di spegnimento del computer e si occupa della chiusura dei programmi aperti.

In linea di massima, se migliorano le prestazioni di queste componenti migliorano le performance del computer nel suo complesso. Quindi se il processore riesce a svolgere le operazioni in modo più rapido, se la memoria è più capiente con maggior spazio disponibile per i dati ed i programmi in esecuzione, tutto il computer opererà in modo più veloce.

Chiaramente la velocità dipende anche da quanti programmi, da quante Pag.4 applicazioni, sono contemporaneamente in esecuzione.

Ci sono poi anche altri fattori che possono influenzare le prestazioni di un computer. Un altro componente del computer ha assunto importanza nella valutazione delle prestazioni sono la scheda grafica, o scheda video.

La scheda video è il componente che genera il segnale video del monitor. In pratica è quello che crea le immagini sullo schermo. Per la crescente qualità, e quindi complessità, di immagini, animazioni e video, la scheda grafica è diventata sempre più fondamentale, fino ad essere un vero e proprio sotto computer. Infatti, oggi ha un proprio processore, detto GPU (Graphic Processor Unit), e una propria memoria.

Nei computer economici la scheda video è incorporata nella scheda madre.

La CPU è la parte che più di ogni altra caratterizza il calcolatore contribuendo a definirne le prestazioni. Le operazioni fondamentali di una CPU sono:

1. Operazioni aritmetico/logiche.
2. Spostamento dei dati.
3. Controllo di altri elementi hardware.

La CPU legge ed esegue le istruzioni contenute nella memoria principale grazie a due unità che si chiamano Unità di Controllo o CU (Control Unit) e Unità Aritmetico Logica o ALU (Arithmetic Logic Unit).

L’Unità Aritmetico-Logica (ALU) si occupa dell’esecuzione delle operazioni logico/matematiche.

L’Unità di Controllo (CU):

1. Acquisisce istruzioni/dati dalla memoria.
2. Interpreta le istruzioni.
3. Coordina la ALU.
4. Trasferisce alla memoria centrale i dati elaborati dalla CPU.

Oltre alla CU e alla ALU in un processore sono presenti i Registri, particolari memorie che contengono i dati e gli indirizzi delle istruzioni

Cosa sono le istruzioni elaborate dal processore?

Una istruzione dice al computer come svolgere una operazione aritmetica (ad esempio la somma di due numeri), un’operazione logica (il confronto tra i valori di due dati), oppure una operazione di controllo (come ad esempio il trasferimento dei dati). Ogni processore ha un particolare insieme di istruzioni che è capace di eseguire (chipset).

Le istruzioni sono espresse nel linguaggio macchina, un particolare codice che può essere interpretato dall’unità di controllo.

Ogni operazione “complessa” è suddivisa in operazioni elementari (dette cicli di istruzione) che il processore è in grado di eseguire (somma, lettura di un dato, ecc).

Velocità di un processore

La velocità di un processore si esprime in milioni di operazioni al secondo realizzate.

La velocità si misura in Mhz (megahertz = Mhz = milioni di cicli al secondo) o attualmente in Ghz (Gigahertz = Ghz = miliardi di operazioni al secondo).

Se leggiamo che un processore ha una frequenza di clock di 2 Ghz Pag.5 significa che è in grado di eseguire 2 miliardi di cicli di istruzione al secondo.

Le periferiche

Le periferiche sono i dispositivi che, una volta collegati al PC attraverso le relative porte, permettono l’interazione tra l’uomo e il computer: quindi la tastiera, il monitor, il mouse, ecc.

In pratica le periferiche permettono di inviare le richieste al calcolatore ed ottenere dei risultati.

Per questo motivo vengono divise in:

• Periferiche di input, permettono l’invio di dati, programmi, richieste al calcolatore: quindi tastiera, mouse, scanner, ecc.

Le periferiche d’ingresso sono quei dispositivi che consentono all’elaboratore di acquisire informazioni dal mondo esterno e in particolare da chi interagisce con il computer. La loro suddivisione è per tipo di dati da inserire; non esistendo un dispositivo che consenta il facile inserimento, ad esempio, sia di testo che di immagini, ogni elaboratore sarà normalmente dotato di più di un dispositivo d’ingresso.

I dispositivi di ingresso più utilizzati sono:

• Tastiera: è la principale periferica di input attraverso la quale possiamo inserire qualunque informazione nel PC. La tastiera può essere incorporata nel computer (come nei portatili) o essere appunto una periferica.

Le tastiere si differenziano per la disposizione dei tasti che è legata al paese di utilizzo in quanto ogni nazione utilizza una propria lingua con un set di caratteri alfabetico diverso. Nel caso di personal computer desktop il numero di tasti è circa 105.

Esistono vari schemi per tastiera alfanumerica. Il più comune è denominato QWERTY

Il nome "QWERTY" deriva dalla sequenza delle lettere dei primi sei tasti della riga superiore della tastiera, ma ne esistono anche altri come ad esempio il QZERTY nel caso della tastiera Inglese.

È possibile suddividere i tasti della tastiera in diversi gruppi in base alla funzione:

• Tasti di digitazione (alfanumerici)
• Di controllo (CTRL, ALT logo Windows ed ESC)
• Tasti funzione (F1, F2, F3 e così via fino a F12)
• Tasti di spostamento (HOME, FINE, PGSU, PGGIÙ, CANC e INS)
• Tastierino numerico

• Mouse: è un dispositivo in grado di lanciare un input ad un computer in modo tale che a un suo movimento ne corrisponda uno analogo di un indicatore sullo schermo detto cursore.

È inoltre dotato di uno o più tasti ai quali sono assegnate varie funzioni, infatti sono sempre presenti due tasti principali che sono indispensabili per utilizzare il computer e solitamente ci sono elementi aggiuntivi come una rotellina che permette di scorrere velocemente le pagine. Il tasto più importante è il sinistro con cui si può selezionare e trascinare le icone: con due clic si aprono le applicazioni. Il tasto destro permette di svolgere operazioni sui file come il ‘copia, incolla’, visualizzare le proprietà, ecc. Ne esistono di Pag.6 vari tipi tradizionali con rotella, ottici o wireless.

• Scanner: consente di acquisire immagini in bianco e nero o a colori.

L’acquisizione viene effettuata punto a punto e quindi la memorizzazione richiede un notevole spazio. Il funzionamento è simile a quello di una fotocopiatrice: un fascio di luce colpisce l’immagine sul foglio di carta rilevando le zone più chiare e più scure. Queste informazioni vengono acquisite ed inviate all’unità centrale che le elabora e riproduce l’immagine a monitor

• Telecamera e webcam permettono di acquisire immagini video in tempo reale
• Microfono che trasforma lo spostamento d’aria in un segnale elettrico, quindi serve per registrare suoni o voce all’interno di un computer.
• Periferiche di output, permettono di visualizzare i risultati per le richieste effettuate. Consentono di ottenere i risultati delle elaborazioni effettuate dal calcolatore.

I principali sono:

• Monitor: per il funzionamento dell’intero calcolatore. I dati vengono forniti dall’utente in forma di immagini visualizzate su uno schermo. Possono essere a tubo catodico o a cristalli liquidi.

Le caratteristiche principali sono dimensione (lunghezza della diagonale dello schermo), risoluzione (data dai pixel ossia minuscoli granellini di fosforo che illuminano lo schermo), la frequenza di refresh (ossia la frequenza a cui il pannello compie l’operazione di ridefinire l’immagine) e la precisione (cioè la distanza tra due pixel in mm, più piccola è migliore sarà l’immagine)

• Stampanti: consentono di trasferire su carta i risultati dell’elaborazione. Esistono 3 tipi che si distinguono per la loro tecnica di trasferimento su carta: ad aghi o impatto, a getto d’inchiostro (cartucce) o stampanti laser (toner). Ulteriore tipo può essere il plotter che produce disegni si elevata qualità e di grandissime dimensioni utilizzando gli appositi pennini colorati.

Un’evoluzione delle stampanti è rappresentata da quelle 3D cioè dispositivi in grado di realizzare qualsiasi modello tridimensionale mediante un processo di produzione additiva.

• Autoparlanti e cuffie: una coppia di normali casse acustiche o di cuffie può essere collegata, con l’ausilio della scheda audio, a un personal computer; vengono così rese esplicite le capacità multimediali del PC, consentendo di ascoltare musica, un corso di lingua straniera o una teleconferenza.

Possiamo avere diversi file audio Esistono diverse categorie di file audio. In primis abbiamo i formati definiti come non compressi. La parola stessa definisce questa sezione di file. In questo caso, infatti, le onde sonore che sono state catturate vengono convertite in formato

• Modem: il modem (MOdulatore-DEModulatore) è un dispositivo attualmente in auge grazie al suo utilizzo in ambiente Internet. Consente di trasformare impulsi elettrici provenienti dalla linea telefonica o altre linee dedicate in dati memorizzabili sul calcolatore.

Infatti le informazioni elaborabili da un computer sono digitali, segnali discreti indicati da sequenze di 0 ed 1, mentre le linee telefoniche sono analogiche, hanno un segnale variabile. Pag.7

Il modem modula/demodula il segnale da analogico a digitale e viceversa. La sua caratteristica principale del modem è la velocità di trasmissione, misurata in baud, byte per secondo.

A seconda della velocità e della linea utilizzata esistono diversi tipi di modem:

• Modem PSDN
• Modem ISDN
• Modem ADSL
• Modem GPRS e UMTS
• Modem a Fibra

Memoria

Memoria. Se la CPU può essere paragonata al motore di una macchina, la memoria può essere il serbatoio. È il contenitore del carburante che fa lavorare il computer: i programmi e i dati.

Come sono fatte le memorie?

Ancora una volta dobbiamo ricordarci che stiamo sempre parlando di apparecchiature elettroniche, di componenti che distinguono solo due diversi stati fisici: acceso o spento, tensione alta o tensione bassa, passaggio di corrente o assenza di corrente, ecc.

Quindi apparecchiature che capiscono solo un linguaggio “elettrico” di due segnali, il