Appunti di informatica generale

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3 1. Input

La fase di input consiste nell’immissione di dati nel computer. I dispositivi di

input più comuni son o la tastiera, lo scanner, il mouse, il microfono e la

telecamera. I dati da inserire possono essere tesi, numeri, immagini o suoni.

Tipologie Periferiche Tecnologie emergenti

Inserimento di testi e - Tastiera QWERTY - Tastiera laser

numeri - Tastiera ergonomica Riconoscimento vocale

-

- Mouse

- Pointing stick

Puntamento - Joystick - Rilevamento oculare

- Touch screen

- Touch pad

Inserimento dati batch - Scanner - Scanner RFID

- Lettore di codici a 13

barre*

- Lettore OMR

Inserimento di audio e - Microfono - Video in formato

video - Fotocamera digitale digitale

*I codici a barre sono stati oggi sostituiti dai QR code, codici a barre a tre

dimensioni che permettono molte combinazioni in più.

2. Elaborazione

Una volta inseriti nel computer i dati possono essere elaborati. Ad esempio, si

può paragonare, classificare o sommare numeri, formattare un testo o creare

immagini e suoni.

L’elaborazione avviene nella scheda madre, che raccoglie tutte le componenti

del computer:

 La memoria centrale, spazio di memoria temporaneo per gestire

l’elaborazione di informazioni, composta da diversi componenti:

- RAM, Random Access Memory: memoria che conserva i dati in corso

di elaborazione e le istruzioni del programma in esecuzione. La RAM

quindi è volatile.

- ROM, Read Only Memory: memoria contente dati e istruzioni fisse e

non modificabili. Questa viene utilizzata per programmi e istruzioni

caricate automaticamente all’avvio (es. windows).

- Cache (Livello 1 e Livello2): conserva temporaneamente in una

memoria veloce le istruzioni e i dati che il microprocessore utilizza

con maggiore frequenza.

- Memoria virtuale: spazio libero su disco che viene utilizzato per

estendere la capacità della memoria RAM.

- CMOS, Complementary Metal – Oxide Semiconductor: è costituita da

microchip alimentati da una piccola batteria, che consente di

mantenere costantemente aggiornato il suo contenuto, costituito da

alcune informazioni fondamentali per il corretto funzionamento del

computer.

 L’unità di elaborazione centrale, ovvero la CPU, Central Processing Unit

(detta anche microprocessore) è il dispositivo che interpreta ed esegue le

istruzioni, elabora i dati, gestisce e coordina la comunicazione delle

periferiche hardware e lo scambio di dati tra esse e ne controlla il

funzionamento.

Ogni CPU:

- Lavora a una certa frequenza di clock, temporizzatore che emette

segnali a intervalli di tempo regolari con cui scandisce l’esecuzione

del ciclo di elaborazione e si misura in megahertz, cioè milioni di

istruzioni elaborate al secondo. 14

ù

- Può essere formato da più core, multicore, dalle quali dipende la

performance: dual core significa che ha due componenti che possono

lavorare contemporaneamente, quad core, eccetera.

Gli elementi che compongono l’unità di elaborazione centrale sono:

- Registri: celle di memoria volatile interna alla CPU, dove sono

temporaneamente memorizzati i dati.

- Unità di controllo, CU: preleva l’istruzione, l’interpreta e trasferisce i dati

all’unità logico – aritmetica.

- ALU, unità logico – aritmetica: eseguisce l’operazione.

Il collegamento tra CPU e memoria centrale si chiama bus mentre il

collegamento tra la memoria centrale, RAM, e il processore, CPU, che si

chiama Front – Side – Bus. ,

UNITÀ CENTRALE

MEMORIA CENTRALE: CPU:

- RAM

- ROM - Registri

- Cache - Unità di controllo

- Memoria virtuale - Alu

- CMOS

Il processore, CPU, nell’elaborazioni delle informazioni funziona nel seguente

modo:

1. Caricamento: l’unita di controllo preleva l’istruzione successiva presente

in memoria e la immagazzina al suo interno in una piccola area di

memorizzazione detta registro dell’istruzione (IR).

2. Decodifica: l’unità di controllo interpreta, ovvero decodifica, l’istruzione e

trasferisce i dati a cui questa fa riferimento dalla memoria all’unità logico

– aritmetica.

3. Esecuzione: l’unità logico – aritmetica esegue l’operazione logica o

aritmetica richiesta.

4. Memorizzazione: i risultati delle operazioni logiche o aritmetiche svolte

sono immagazzinati nella memoria centrale o in un registro dell’unità

logico – aritmetica, chiamata accumulatore.

Negli anni ’70 Gordon Moore formulò quella che è conosciuta come legge di

Moore: ipotizzò che le performance di elaborazione dei computer sarebbero

raddoppiate ogni 18 mesi, evento che fino ad ora è realmente avvenuto. Per il

futuro si stanno facendo ricerche per transistor al grafene e al silicene, che

sarebbero quindi più piccoli e più resistenti. 15

Il transistor è un componente elettronico realizzato con materiali semi –

conduttori, come silicio e germanio. Applicando una tensione elettrica a due dei

terminali del transistor è possibile regolare il flusso di elettroni che attraversa il

transistor stesso, potendo così amplificare il segnale di ingresso.

Il dispositivo può anche annullare il segnale in ingresso, impedendo il transito

della corrente all’interno del circuito elettrico: il sistema può dunque assumere il

valore binario di “0” o “1”, permettendo di realizzare i circuiti elettronici digitali.

Ee 4. Memorizzazione

I dati e i programmi al momento non utilizzati vengono memorizzati su appositi

nastri o dischi in modo da poter essere recuperati in qualsiasi momento.

Durante questa fase quindi il segnale output viene salvato su una memoria

esterna o di massa. Le principali sono:

 Hard disk e unità allo stato solido con memorie flash. L’hard disk può

essere interno ed esterno.

 Floppy disk

 CD e DVD

 Nastri magnetici

 Memorie Flash (stick USB)

Ee 3. Output

Per vedere o ascoltare il risultato dell’elaborazione sono necessari dei

dispositivi di output, come lo schermo, la stampante e gli altoparlanti. Le

informazioni ottenute possono anche essere sottoposte a un’ulteriore

elaborazione, ad esempio per integrare i suoni e le immagini in una

presentazione multimediale. Gli output permettono quindi l’emissione di dati in

una forma compressibile dagli utenti.

Le tecnologie di output sono:

 Tecnologie che possono essere di vario tipo:

- A impatto

- A getto d’inchiostro

- Laser

- Multifunzione

 CRT, LCD, Plasma, LED.

 Sala di presentazione olografica.

In azienda però, come tecnologie di output, si utilizzano soprattutto:

 Modellatori 3D, che stampano su plastica in tre dimensioni.

 Plotter.

 Stampante.

Questi strumenti hanno permesso la personalizzazione di massa. 16

Da considerare inoltre è il touchscreen, considerato sia di input che di output.

L’evoluzione permette ora diverse funzioni quali il multitouch, pinch to zoom, 3D

touch.

Ee 5. Distribuzione

I dati possono essere stampati e distribuiti, oppure trasmessi direttamente da

un computer all’altro. Un esempio è l’invio di documenti come allegati della

posta elettronica o attraverso un sito Web.

5. Il software.

Tutto ciò che non fa parte dell’hardware, va a comporre la parte “molle” del

computer, il software.

Il software è costituito da insieme di programmi o istruzioni tramite i quali il

computer esegue determinate funzioni di elaborazione. Il suo compito è quello

di fornire istruzioni a tutti i componenti del sistema di comunicare tra di loro.

Il software può essere distinto in:

 Software di sistema. Non è quel software che serve all’utente per

svolgere le sue attività ma serve al pc per svolgere le sue attività.

L’insieme di programmi che lo formano controllano quindi le operazioni

fondamentali per la gestione del computer. Il software di sistema può

essere:

 Sistema operativo, come Windows, Mac OS e Linux. Questo coordina

l’interazione tra utenti, software applicativo, dispositivi hardware

hardware e periferiche, inoltre fa si che il processo appaia intuitivo.

Utility software, che possiede funzionalità aggiuntive:

- . Software antivirus

. Software di ripristino

. Software di backup

. Software per la disinstallazione

. Software per l’ottimizzazione dello spazio su disco

Driver, che fa utilizzare alcuni componenti hardware, in particolare le

- periferiche. Sono quindi dei software che servono al pc, in specifico

all’hardware, per svolgere alcune attività.

Per quanto riguarda i software di sistema, c’è stata una rivoluzione nel

collegamento tra utenti e macchina, chiamata interfaccia, insieme di

programmi specifici predisposti dal sistema operativo per consentire

l’interazione dell’utente con il computer e viceversa.

Nel passato, l’utente si trovava di fronte ad una schermata nera, il blue

screen, dove doveva inserire i vari comandi essenziali per far funzionare

il computer. Questo comportava che l’utente dovesse conoscere tutti i

comandi a memoria e alla perfezione, altrimenti il computer non eseguiva 17

i comandi in caso di errore. Questo tipo di interfaccia si chiama

interfaccia a comandi.

Questo sistema difficile e accessibile a pochi venne sostituito nel tempo

con l’interfaccia GUI, interfaccia grafica utente. Questa consentiva il

libero accesso a tutti, senza dover avere particolari competenze

informatiche. La caratteristica di questa nuova interfaccia infatti è di

essere più facile, intuitiva e facilmente accessibile a molti, andando ad

utilizzare immagini, icone e menù per inviare le istruzioni dell’utente al

sistema del computer.

 Software applicativo, programma applicativo, consente all’utente di

eseguire compiti specifici di diversa natura, rivolto agli obiettici concreti

dell’utente. Un esempio è Photoshop.

I software applicativi possono essere:

Software per le produttività personale: consente di svolgere molteplici

- attività ed è usato dall’utente comune grazie alla varietà di azioni

possibili, al facile utilizzo e al basso costo. Per esempio: Office e

Adobe Acrobat.

Software per il mercato verticale, o software di settore: sono software

- aziendali progettati per un sistema produttivo particolare, ovvero

ottimizzazioni per specifici settori. Esempio il software per la gestione

della c