Fisica statistica ed informatica - Tecnologie ICT

Liceo Scientifico ed Artistico "A. Serpieri" - ECDL Test Center

Modulo 1 (Syllabus 4.0)

Concetti di base delle Tecnologie ICT

Questo modulo richiede che il candidato comprenda i concetti fondamentali delle

Tecnologie dell'Informazione (ICT). Il candidato dovrà disporre di una conoscenza di base

della struttura di un personal computer sia dal punto di vista hardware che dal punto di

vista software, e dovrà comprendere alcuni concetti di ICT quali la memorizzazione di dati e

la memoria. Inoltre dovrà comprendere come vengono utilizzate le reti informatiche e i

programmi software nella vita quotidiana. Il candidato dovrà essere in grado di rendersi

conto dei problemi legati alla salute e alla sicurezza nell’uso dei computer, e al loro

possibile impatto ambientale. Infine il candidato dovrà essere consapevole degli aspetti

fondamentali di protezione dei dati e di problematiche legali associate all’uso dei computer.

Sezione Tema Rif. Argomento

1.1.1 Hardware, Software, 1.1.1.1 Comprendere i termini hardware, software e

1.1 Concetti Tecnologia dell’Informazione Tecnologia dell’Informazione (ICT).

generali

Tecnologia dell'informazione

La (Information Communication Technology) nasce dall' integrazione tra informatica e

ICT

telecomunicazioni e si è sviluppata principalmente negli anni ottanta con il collegamento in rete dei

computer. Ogni singolo computer collegato in rete può accedere a grandi banche dati, usare la

posta elettronica, la teleconferenza, ecc. L'informatica, invece, la scienza che si propone di

raccogliere, organizzare, conservare e distribuire le informazioni tramite sistemi automatici di

elaborazione dei dati. Scopo della disciplina è quello di realizzare macchine in grado di eseguire le

azioni necessarie alla risoluzione di un problema. Il termine deriva dalla fusione delle parole

autoMATICA.

INFORmazione

Per entrambe, si fa uso di "sistemi informatici" chiamati computer: in un sistema informatico

possiamo distinguere due componenti fondamentali, chiamate (letteralmente, la

hardware

ferramenta) e parola per la quale non esiste una traduzione ma che nasce dalla

software,

contrapposizione tra hard (duro) e soft (morbido). Pertanto con il termine intendiamo

hardware

tutti i componenti "fisici" di un computer, tutti i circuiti che sono dentro le varie "scatole" che

costituiscono un computer e tutte le parti elettroniche che ad esso si collegano, mentre con il

termine intendiamo i programmi, ossia tutte quelle istruzioni che, all' accensione del

software

computer, lo animano e lo mettono in condizioni di lavorare e di dialogare con l' utente.

1.1.2 Tipi di computer 1.1.2.1 Comprendere e distinguere tra varie classi di

computer (mainframe, network computer,

personal computer, laptop, personal digital

assistant - PDA) in termini di capacità,

velocità, costo, e impieghi tipici

Come si classificano i computer, in relazione alla potenza, al costo e all’uso?

I hanno processori potenti e grande quantità di memoria RAM. Sono particolarmente

mainframe

utilizzati in multiutenza, ossia da più persone contemporaneamente, ciascuna delle quali utilizza un

terminale collegato al mainframe. Sono molto costosi, pertanto sono utilizzati da grosse società

commerciali, banche, ministeri, aeroporti.

I sono computer connessi a una rete e privi di risorse proprie: utilizzano le

network computer

risorse della rete, quindi i programmi applicativi non sono installati sul computer ma su un server

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remoto, su cui risiedono anche i dati. Non sono molto costosi. Sono tipicamente impiegati delle

situazioni in cui una grossa banca dati deve essere accessibile da numerosi uffici anche distanti.

I sono quelli usati per lavoro d'ufficio o in ambito domestico da un solo utente

personal computer

per volta. Una ulteriore distinzione può essere fatta tra computer da tavolo o computer e

desktop

computer portatili o detti anche notebook per la dimensione simile a quella di una agenda.

laptop,

Oggi tutti questi computer possono essere connessi a reti di computer, eventualmente anche con

dispositivi wireless (senza fili). Il costo è relativamente basso, e dipende dalle prestazioni e dagli

accessori. In generale i modelli desktop costano meno dei laptop. Sono utilizzati in innumerevoli

situazioni, sia domestiche che aziendali, sia per svago che per lavoro.

I o PDA, detti anche computer palmari perché stanno nel palmo di una

personal digital assistant

mano, sono piccoli computer che svolgono diverse funzioni sia di agenda elettronica sia di

memorizzazione dati, e sono spesso dotati di software semplificati ma simili a quelli dei personal

computer, con i quali possono dialogare e scambiare file. Talvolta incorporano un telefono cellulare

e si possono connettere a internet. Il loro costo non è elevato, anche se dipende dalle prestazioni.

L’uso tipico è legato alla facilità di trasporto, alla tascabilità, in tutte le situazioni in cui è importante

memorizzare ed elaborare dati e contatti, con possibilità di trasferirli poi su un personal computer.

1.1.3 Componenti principali 1.1.3.1 Sapere quali sono le parti principali di un

di un personal computer personal computer, quali: l'unità centrale di

elaborazione (CPU), disco fisso, dispositivi

comuni di input/output, tipi di memoria.

Comprendere il termine unità periferica.

Quando guardiamo un computer collocato sulla nostra scrivania, possiamo osservare che è

costituito da:

♣ una scatola (Case o Cabinet) che può essere orizzontale (Desktop) oppure verticale (Tower),

sulla cui parte frontale si possono individuare: il pulsante di accensione, alcune spie (Led), il

drive per i Floppy Disk, il lettore per i CDRom o per i DVD, ed eventuali altri dispositivi, (quali

masterizzatore, streamer, unità Zip, ecc.) mentre sulla parte opposta sono collocate un certo

numero di connettori (Porte) ai quali sono collegati i vari dispositivi chiamati unità periferiche.

♣ un cavo di alimentazione, connesso con la rete elettrica

♣ una tastiera

♣ un mouse

♣ un joystick

♣ un monitor o schermo

♣ eventuali altoparlanti, microfono, cuffie

♣ una stampante

♣ eventualmente, uno scanner

♣ un cavo che connette il computer alla linea telefonica, o un modem esterno

♣ un cavo che connette alla rete

♣ una piccola telecamera (Webcam)

È possibile che siano presenti anche altri dispositivi, meno usuali, quali una connessione

all'antenna TV o a un videoregistratore, una connessione a unità Zip esterne, ecc., come è

possibile che non tutti i dispositivi elencati siano presenti.

Un caso particolare è costituito dai computer portatili. O laptop. In cui tutte le periferiche

fondamentali (tastiera, mouse (sostituito dal touchpad), altoparlanti, modem ecc., sono integrate, e

non collegate esternamente, oppure sono costituite da piccole schede dette PCMCIA collocate in

uno o due slot (fessure) nascoste da uno sportellino. Numerose porte consentono poi di collegare

dispositivi esterni quali stampanti, scanner, monitor, mouse ecc.

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Se apriamo la scatola vediamo che essa contiene

circuiti, cavi, schede elettroniche e altri dispositivi:

se guardiamo con attenzione vediamo che tutti i

dispositivi sono inseriti su una scheda più grande

(Piastra o sono collegati ad essa mediante

madre)

cavi. Questo è lo schema di una piastra madre.

Essa è "nuda", ossia mancano tutti i cavi di

connessione, e tutte le schede, ma cerchiamo di

vedere i vari dispositivi che ad essa saranno

collegati: ♣ un che fornisce corrente a tutte le schede e a

Alimentatore,

tutti gli elementi interni

♣ un Disco Rigido o Hard disk (o più di

uno), che serve a conservare le

informazioni in maniera permanente.

Esso è connesso alla piastra madre

mediante un particolare cavo piatto

costituito da tanti fili elettrici paralleli (cavo

IDE)

♣ il lettore CD o DVD e l'eventuale masterizzatore sono connessi

mediante un secondo cavo IDE (o un cavo SCSI)

♣

♣ anche il lettore per i Floppy Disk è connesso con un terzo cavo simile a un

IDE, ma più stretto dei precedenti

♣ Sulla piastra sono poi presenti degli speciali connettori, chiamati Slot, di tipo e lunghezza

diversi, sui quali possono essere inserite le varie schede (si veda l'immagine relativa alla

scheda madre)

♣ Innanzitutto, su un particolare connettore che può avere diverse

forme, e diversi nomi, è collocato il chiamato anche

processore,

(Central Processing Unit), anche essa di diverso tipo e

CPU

produttore (i principali produttori sono attualmente due: Intel, che

produce le CPU Pentium (Pentium II, Pentium III, Pentium IV) e

Celeron, e AMD, che produce le CPU K6, Athlon e Duron. (Ad

esempio i Pentium III vengono installati su socket 370 oppure 370 FC-PGA che sono dotati di

370 contatti; i Pentium 4 possono essere installati su socket 423 con 423 contatti, mentre i

nuovi modelli di Pentium 4 sono installati su socket 478; infine i modelli Athlon e Duron

utilizzano il socket A, dotato di 462 contatti)

Il compito della CPU è fondamentale, in quanto elabora i dati provenienti da e per la scheda

video, la memoria RAM e il disco fisso. Pertanto, senza CPU il

computer non può funzionare!

♣ La che all'esterno viene connessa al monitor, è,

scheda Video,

generalmente, connessa allo slot AGP (corto, e di colore marrone).

Tale slot consente un flusso molto rapido dei dati dal processore alla

scheda video, il cui compito è quello di elaborare le immagini che

compariranno sul monitor

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♣ Sui restanti connettori possono trovare posto altre schede: la scheda audio, che è

PCI

internamente collegata al lettore di CD ed esternamente ad altoparlanti e microfoni, e incorpora

anche una porta alla quale può essere connesso un Joystick, strumento utilizzato per i

videogiochi; una scheda di rete, che attraverso appositi cavi esterni permette di collegare più

.

computer per condividerne le risorse, e numerose possibili altre schede

♣ Sul retro del computer sono poi presenti alcuni

connettori chiamati che consentono di

porte,

connettere vari tipi di periferiche esterne: i

principali tipi sono: porte (mouse e tastiera),

Ps2

(modem o mouse) (stampante)

seriale parallela

(numerosi tipi di periferica) (si legge

USB SCSI

"scasi") o (periferiche particolarmente

Firewire

veloci) ♣ In appositi connettori trova poi posto la ossia le schede di

RAM,

memoria, che possono essere di diverso tipo: quelle più in uso oggi sono

le (Dual In line Memory Module) dotate di 168 contatti (pin) che

DIMM

possono essere di diverso tipo e velocità di accesso e le dotate di

DDR

184 contatti e molto più veloci. Più antiquate, le (Single In line

SIMM

Memory Module) con 72 pin o, più vecchie ancora, con 30 pin.

1.1.4 Prestazioni di un 1.1.4.1 Sapere quali sono i fattori che influenzano le

computer prestazioni di un computer, quali: la velocità

della CPU, la dimensione della RAM, il

numero di applicazioni in esecuzione.

Le sono influenzate da:

prestazioni di un computer

♣ o CPU, misurata in MHz (Megahertz, o operazioni elementari al

Velocità del processore

secondo) fino a 3000 MHz

♣ misurata in Kb (Kilobyte) da 64 a 512

Quantità di Cache, Kb

♣ misurata in Mb (Megabyte) da 64 a 512

Quantità di RAM, Mb

♣ (comunicazione tra processore e memoria) da 66 a 800

Velocità del BUS MHz

♣ (da 5000 a 10000 giri al secondo) e sua capacità, fino a 30/200

Velocità dell'hard disk Gb

(Gigabyte)

♣ una CPU veloce con un bus lento opera a velocità di fatto inferiore,

Equilibrio dell'insieme:

perché il BUS costituisce un collo di bottiglia, ecc.

♣ Infine le prestazioni di un computer sono influenzate dal numero e dalla complessità delle

infatti, sebbene i moderni sistemi operativi siano in grado di

applicazioni in esecuzione:

operare in multitasking, (esecuzione di più operazioni simultanee), ogni applicazione (task)

occupa una certa quantità di RAM e assorbe una parte della capacità operativa del processore

e delle risorse di sistema, quindi rallenta le prestazioni.

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1.2.1 Unità centrale di 1.2.1.1 Sapere quali sono le funzioni della CPU in

1.2 Hardware elaborazione termini di calcoli, controllo logico, memoria

ad accesso immediato, ecc. Sapere che la

velocità della CPU viene misurata in

megahertz (MHz) o gigahertz (GHz).

Che cosa fa la (processore)?

CPU

Se osserviamo lo schema qui a fianco, possiamo osservare i principali compiti

innanzitutto compiti di e di mediante l'uso di

della CPU: controllo elaborazione,

un aiutante per i calcoli, detto ALU (Arithmetic Logic Unit): inoltre sono presenti dei

(BUS) che permettono lo scambio di dati con i vari tipi di memoria:

canali ROM

(Read Only Memory) ossia memoria di sola lettura, e (Random Access

RAM

Memory) detta anche perché viene cancellata allo spegnimento

memoria volatile

del computer, nonché le (Disco rigido o dischi floppy e lettori

Memorie di Massa

CD Rom). Il processore dispone anche di una memoria volatile interna

particolarmente veloce, detta (si pronuncia kesh) nella quale vengono

CACHE

memorizzate le informazioni di uso più frequente.

La della CPU si misura in (MegaHertz).

velocità di elaborazione MHz

"Mega" significa "un Un corrisponde a

milione". hertz una operazione elementare al secondo,

dunque se una CPU ha una velocità di compie un milione di operazioni elementari al

1 MHz

secondo! Attualmente le CPU più veloci viaggiano a (tre miliardi di operazioni al

oltre 3000 MHz!

secondo) 1.2.2 Memoria 1.2.2.1 Conoscere i diversi tipi di memoria presenti

nel computer, quali: RAM (random access

memory) ROM (read-only memory) ed

essere in grado di distinguerle

♣ La (Read o memoria di sola lettura), che contiene le informazioni

ROM Only Memory,

essenziali per l'avvio del computer e costituisce sostanzialmente il (Basic Input Output

BIOS

System), ossia quella parte di istruzioni che servono ad avviare la macchina compiendo il

controllo del proprio funzionamento all'accensione. Una volta il BIOS era scritto in modo

permanente in un chip, e non poteva essere in alcun modo modificato. Oggi invece è costituito

da una che con appositi software può essere modificata.

Flash Rom,

In ogni caso questa memoria non si cancella allo spegnimento della macchina.

♣ La (Random o memoria ad accesso casuale) è formata da chip che

RAM Access Memory,

possono contenere un certo quantitativo di informazioni, le quali possono essere lette poi dal

processore in modo molto rapido ed efficiente: all'accensione del computer, nella RAM viene

caricato il sistema operativo e trovano posto in essa anche le applicazioni in uso. Se la quantità

di RAM non è sufficiente, una parte del disco rigido viene utilizzata per simulare ulteriore RAM

(si chiama file di swap) con un notevole rallentamento delle operazioni. Pertanto è bene che la

RAM sia in quantità sufficiente. I computer attuali sono normalmente equipaggiati con 128 Mb

o 256 Mb di RAM. Un modulo da 128 Mb costa circa 30 euro. La Ram è montata su appositi

slot sulla scheda madre, e può essere aggiunta o sostituita con relativa facilità. Il contenuto

della RAM si cancella spegnendo il computer.

♣ La è una memoria molto veloce e molto costosa che di solito è incorporata

CACHE

direttamente nella CPU o nello zoccolo della stessa, e che costituisce una piccola riserva di

(buffer), quelli di accesso più frequente, raggiungibili molto velocemente dalla CPU. In

dati,

genere la quantità di cache varia da 64 a 512 Kb.

La velocità di elaborazione di un computer dipende non solo dalla velocità del processore, ma

anche dalla rapidità di reperimento dei dati da elaborare. Da qui si comprende il ruolo

importantissimo della memoria cache e della RAM, come riserve ad accesso rapido dei dati di uso

più frequente, (per cui sono dette "memorie tampone") invece del lento accesso ai dati presenti

sull'hard disk!

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1.2.2.2 Sapere come viene misurata la memoria di

un computer: bit, byte, KB, MB, GB, TB.

Saper mettere in relazione la memoria di un

computer con caratteri, file e

directory/cartelle.

Come per il disco rigido e le altre memorie di massa, anche per la memoria ad accesso rapido

è il byte. Un byte è l'insieme di 8 bit (Binary digIT, ossia cifre binarie, che

l'unità di misura

possono essere 0 oppure 1)

I multipli del byte sono:

Kb Circa 1000 byte, precisamente 1024 byte (*)

Kilobyte Mb Circa un milione di byte, precisamente 1.048.576 byte

Megabyte Gb Circa un miliardo di byte, precisamente 1.073.741.824 byte

Gigabyte Tb Circa 1000 miliardi di byte, precisamente 1.099.511.627.776 byte

Terabyte

(*) poiché lavoriamo nel sistema binario, si considera la potenza di 2 più vicina a 1000, un milione,

20

ecc. Ad esempio, 1Mb corrisponde a 2 byte. dunque ci si

Un byte corrisponde a un carattere,

può fare un idea dello spazio occupato da un testo, contandone i caratteri (compre