Sistemi di elaborazione

Hardware e software

Informatica

L’informatica è quella scienza che studia come elaborare e memorizzare le informazioni. Un informazione è composta da più dati, mentre il dato può essere rappresentato per esempio da un nome, un numero di telefono, il colore dei capelli di una persona oppure l’importo relativo a un conto di banca.

Il computer

Il computer è il sistema di elaborazione dei dati più diffuso, viene chiamato anche elaboratore elettronico digitale. L’attività svolta da un computer consiste nell’elaborare informazioni che provengono dall’esterno e fornire dei risultati.

● Elaboratore: macchina in grado di elaborare e rappresentare i dati mediante un programma

● Elettronico: realizzato con componenti elettronici

● Digitale: elabora e memorizza informazioni solo mediante due simboli

Elaborazione di informazioni

L’attività che svolge un computer consiste nell’elaborare informazioni dall’esterno e fornire risultati. Si può riassumere in queste 3 fasi:

Tipi di computer - schede di sviluppo

Si tratta di sistemi a microprocessore integrati in un solo chip e progettati per essere autosufficienti e funzionare per una specifica applicazione.

Tipi di computer - dispositivi mobili

Hanno la caratteristica di avere lo schermo touch, una batteria ricaricabile per un uso portatile e una memoria flash di tipo SD card. Consentono di connettersi tramite WiFi oppure scheda telefonica

Tipi di computer - PC

Il PC (Personal Computer) sono i computer da tavolo largamente più diffusi.

Possono essere:

● desktop● all-in-one● laptop

Tipi di computer - workstation

Le workstation si possono considerare PC molto potenti, con avanzate prestazioni grafiche e matematiche; esse sono utilizzate da professionisti per la progettazione CAD e l’elaborazione di immagini e filmati.

Tipi di computer - altri

Esistono altri tipi di computer

● Minicomputer → creati negli anni Sessanta del secolo scorso, furono così chiamati perché erano più piccoli ed economici di quelli precedenti

● Supercomputer → basano il loro funzionamento su gruppi (cluster) di computer che elaborano in parallelo. Sono composti da migliaia o centinaia di migliaia di unità

● Mainframe → vengono spesso utilizzati come server, cioè come strumento di raccolta ed elaborazione dati

● Computer Cluster → insieme di PC connessi tra loro in rete per distribuire un’elaborazione, gestiti generalmente da un computer chiamato Master.

Il computer - Hardware

L’hardware è l’insieme dei componenti fisici (elettrici, ottici, magnetici, meccanici ecc.)

● Mouse e tastiera● Schermo● Webcam● Altoparlanti● Case / chassis

○ Scheda madre○ CPU○ Memoria centrale○ Alimentatore○ Hard disk - SSD○ Schede di espansione

■ Scheda video■ Scheda di rete

Hardware - schermo

Il monitor è una periferica esterna del PC che consente di visualizzare il testo e le immagini che vengono generate dalla scheda video del computer.

● La dimensione dello schermo viene misurata in pollici ● La risoluzione, espressa in pixel, indica la qualità con la quale vengono riprodotte le

immagini sullo schermo● Le tipologie di pannelli più diffuse sono LED (Light Emitting Diode) e LCD (Liquid

Crystal Display)

Hardware - CPU (Central Process Unit)

La CPU è la componente più importante, consente al computer di eseguire a tempo di record tutte le istruzioni che gli vengono impartite. In commercio esistono vari tipi di CPU, a seconda delle esigenze.

La velocità di elaborazione viene misurata in Gigahertz (GHz) e attualmente le CPU più veloci elaborano i dati a velocità superiori ai 4 GHz.

Per definizione 1 Gigahertz equivale ad un miliardo di hertz, dunque 1 GHz = 109 Hz.

In parole povere se una CPU ha una frequenza di 3 Gigahertz vuol dire che compie 3 miliardi di istruzioni elementari al secondo.

Hardware - Scheda Madre

Tutti i componenti elettronici di un computer, sono collegati direttamente o indirettamente con la CPU. La CPU viene montata su una scheda elettronica denominata scheda madre o motherboard, che contiene anche altri dispositivi, indispensabili nella fase di elaborazione.

Hardware - Le memorie

Tra i numerosi componenti contenuti nella scheda madre quello più importante dopo la CPU è senza dubbio la memoria, che viene chiamata memoria centrale. Si tratta di un dispositivo che contiene un numero limitato di informazioni, e si divide in memoria RAM (Random Access Memory, memoria volatile), memoria ROM (Read Only Memory, memoria persistente) e memoria cache.

● RAM → contiene i dati e i programmi in corso di esecuzione● ROM → contiene solo il programma che fa “accendere” il computer chiamata in genere BIOS● Cache → memorizza temporaneamente i dati

Hardware - ROM (Read Only Memory)

La memoria ROM è una memoria di sola lettura (ovvero non modificabile, non scrivibile) contiene il BIOS, software (detto firmware) scritto dal costruttore e costituito da un insieme di istruzioni necessarie all’accensione del sistema.

Hardware - RAM (Random Access Memory)

È una memoria ad accesso casuale, volatile, cioè perde il suo contenuto nel momento in cui viene a mancare l’alimentazione. Nella RAM vengono caricati i programmi e i dati in corso di esecuzione.

Hardware - CacheLa cache è invece una memoria utilizzata dalla CPU per ridurre i tempi di accesso ai dati presenti nella RAM in quanto è un tipo di memoria piccola, ma molto veloce, che mantiene copia dei dati ai quali si accede più frequentemente. Inoltre funge da adattatore di velocità tra la CPU (più veloce) e la RAM (più lenta).

Hardware - Memorie di massa

Le memorie di massa hanno lo scopo di conservare i programmi e i dati in modo permanente. Le memorie di massa più diffuse sono interne al case, ma ne esistono in commercio altre che possono essere collegate esternamente al computer.

● HDD (Hard Disk Drive)● SSD (Solid State Drive)● Chiavi USB● Floppy disk● DVD - CD

Il computer - SoftwareIl software è l’insieme dei dati e dei programmi memorizzati nell’hardware.

● Programmi applicativi○ Photoshop○ Browser

■ Google Chrome■ Firefox■ Safari

● Driver● Sistema operativo

○ Windows○ OSx○ Chrome OS○ Linux

■ CentOS■ Debian■ Fedora■ Ubuntu

Software - Programmi applicativiI programmi applicativi sono programmi non necessari al funzionamento del computer (come la suite Microsoft Office), in contrapposizione al software di base, cioè tutte le istruzioni di base di cui un computer ha bisogno (ad esempio il sistema operativo Microsoft Windows).

Altri esempi di programmi applicativi:

● Photoshop● Browser vari● Whatsapp (non whatsapp web!)● Acrobat Reader

Software - Driver

Un driver, indica l'insieme di procedure software, spesso scritte in assembly, che permette ad un sistema operativo di pilotare un dispositivo hardware.

Software - Sistema Operativo

Un sistema operativo è un software di sistema che gestisce le risorse hardware e software della macchina, fornendo servizi di base ai software applicativi (programmi) installati.

Software - tipologieI programmi applicativi possono essere di vari tipi:

● Demo → software con capacità ridotte, utilizzate come mezzo promozionale● Freeware → software che può essere distribuito gratuitamente e senza bisogno di

licenza d'uso● Adware → presenta al suo interno inserzioni pubblicitarie● Software commerciale → realizzato allo scopo di trarne un profitto● Spyware → raccoglie informazioni riguardanti l'attività online di un utente (siti visitati,

acquisti eseguiti in rete etc) senza il suo consenso, trasmettendole tramiteInternet

● Malware → qualsiasi programma informatico usato per disturbare le operazioni svolte da un computer, rubare informazioni sensibili, accedere a sistemi

informatici privati, o mostrare pubblicità indesiderata