Computer

Question 1

Computer

Answer 1

I computer sono strumenti per la rappresentazione, la memorizzazione e l’elaborazione delle informazioni. Lo scopo di un computer è essenzialmente quello di elaborare dati, ovvero partendo da dati in input (entrata) e, mediante un procedimento più o meno complesso, ottenere dei risultati in output (uscita)

Question 2

Dati

Answer 2

I dati che si possono processare possono essere sia numerici sia non numerici. Un esempio di elaborazione numerica è il calcolo approssimato dell’area sottesa da una funzione, mentre un esempio di elaborazione non numerica potrebbe essere ordinare in ordine alfabetico un elenco corrispondente ai dati anagrafici di un insieme di persone in base al cognome.

Question 3

Bit

Answer 3

Il computer lavora con dati binari, ossia con informazione che può essere solo presenza o assenza di corrente, vero o falso oppure 0 e 1. Il vero o falso oppure 0 e 1 vengono chiamati bit (binary digit, ossia cifra binaria). La più piccola unità di informazione è quindi il bit. Utilizzando due bit si possono rappresentare quattro informazioni diverse: 00, 01, 10, 11 (ad esempio, per codificare i quattro tipi di lettere delle sequenze del DNA o del RNA). Il processo che fa corrispondere ad una informazione una configurazione di bit prende il nome di codifica dell’informazione. Un gruppo di 8 bit forma un byte. Un byte è la quantità di memoria usata per memorizzare un carattere (lettera dell’alfabeto, cifra numerica, simbolo grafico). Spesso si fa coincidere il numero di byte con il numero di caratteri memorizzabili. Un byte può rappresentare fino a 2^8 = 256 configurazioni.

Question 4

Tabella ASCII

Answer 4

La tabella ASCII (American Standard Code for Information Interchange) è un codice convenzionale usato per la rappresentazione dei caratteri di testo attraverso i byte: ad ogni byte viene fatto corrispondere un diverso carattere della tastiera (lettere, numeri, segni). Nella tabella ASCII standard si trovano le cifre numeriche, le lettere maiuscole e minuscole (maiuscole e minuscole hanno codici ASCII differenti), la punteggiatura, i simboli aritmetici e altri simboli ($,&,%,@,#, . . .). Essendo stata concepita in America, la tabella ASCII standard non comprende le lettere accentate (sconosciute all’ortografia inglese). Alcuni byte della tabella ASCII standard sono inoltre riservati per segnali di controllo e funzioni varie.

Question 5

Unità di misura delle memorie del computer

Answer 5

L’unità di misura delle memorie del computer, comprese le memorie di massa, è il byte con i suoi multipli. Le unità di misura quindi, anzichè essere basate sulle potenze di 10 (come le unità del sistema metrico decimale), differiscono di un fattore pari a 2^10 = 1024

Question 6

Hardware

Answer 6

L’hardware è l’insieme delle componenti fisiche, elettroniche e meccaniche che compongono il computer (chip, mouse, lettori CD/DVD, monitor, schede, tastiera, unità centrale, circuiti elettrici ed elettronici, cavi, supporti,. . .). L’hardware, quindi, è tutto ciò che si può vedere e toccare. All’interno dell’hardware possiamo distinguere: l’unità di elaborazione, le unità periferiche di input e di output e le memorie di massa.

Question 7

Software

Answer 7

Il software è l’insieme di tutti i programmi che si usano in un computer, ossia le istruzioni che gli consentono di funzionare e di svolgere il proprio lavoro.

Question 8

Programma

Answer 8

Un programma è una successione finita di istruzioni che, eseguite in sequenza, una dopo l’altra, fanno svolgere al computer delle operazioni ben definite. Occorre distinguere il software di sistema ed il software applicativo.

Question 9

Software di sistema

Answer 9

Il software di sistema, o di base, è preposto al controllo ed all’ottimizzazione dell’hardware del computer e delle periferiche ad esso collegate. La parte più importante è costituita dal sistema operativo che gestisce processore, memorie, collegamenti in rete, dispositivi d’ingresso e di uscita dei dati (ad esempio, alcuni noti sistemi operativi sono Windows, Linux, Unix, MacOS, . . .).

Question 10

Software applicativo

Answer 10

Il software applicativo è l’insieme dei programmi che aiutano l’uomo a risolvere una vasta tipologia di problemi (alcuni comuni software applicativi sono Word, Excel, PowerPoint, Photoshop, LaTex, . . .).

Question 11

Tipi di computer

Answer 11

I computer si classificano in tre principali categorie: personal computer, mainframe, supercomputer.

Question 12

Personal computer

Answer 12

I personal computer (PC) sono normali computer da casa o da ufficio: possono essere utilizzati da un solo utente alla volta, e quindi sono dotati di tutto il necessario per caricare programmi, elaborare dati e salvarli. Anche i computer portatili sono pc.

Question 13

Mainframe

Answer 13

I mainframe, diversamente dai personal computer, sono apparecchi di grandi dimensioni che possono essere utilizzati da molti utenti simultaneamente mediante opportuni terminali; tipicamente vi fanno ricorso grandi organizzazioni che devono elaborare enormi quantità di dati (università, banche, grandi aziende).

Question 14

Supercomputer

Answer 14

I supercomputer sono tipi di sistema di elaborazione progettati per ottenere potenze di calcolo estremamente elevate, dedicati ad eseguire calcoli ad elevate prestazioni, utilizzati in grandi centri di ricerca.

Question 15

Terminali

Answer 15

A volte nei laboratori delle università, nelle grandi aziende o negli enti si trovano delle postazioni composte solo da monitor e tastiera. Si tratta di terminali, detti terminali stupidi, perchè non hanno capacità elaborative proprie, ma si appoggiano con un collegamento via cavo ad un unico mainframe centrale che fornisce da solo tutta la potenza di elaborazione.

Question 16

Componenti essenziali di un computer

Answer 16

La struttura e l’organizzazione di quasi tutti i moderni computer si basano su un unico modello teorico di computer denominato architettura di von Neumann. L’architettura di von Neumann prevede quattro componenti principali, denominati: unità centrale di elaborazione (unità aritmetico/logica, unità di controllo), memoria centrale, memoria di massa, periferiche di input-output, tra loro interconnesse da canali di comunicazione, detti BUS. L’unità di elaborazione del computer, che provvede al trattamento dei dati, è costituita dalla CPU (Central Processing Unit) e dalla memoria centrale.

Question 17

CPU

Answer 17

La CPU è costituita da un microprocessore che esegue le funzioni logico matematiche e di controllo elaborando le istruzioni. Nei computer della metà del ventesimo secolo, le CPU erano grandi unità, costituite da un processore con numerose griglie di circuiti elettrici. La tecnologia moderna ha drasticamente ridotto questi dispositivi e le CPU dei computer odierni hanno piccole dimensioni e perciò sono detti microprocessori. La CPU è detta unità centrale di elaborazione poichè coordina in maniera centralizzata tutte le altre unità di elaborazione presenti nelle architetture hardware dei computer e di elaborazione delle varie periferiche interne o schede elettroniche (scheda audio, scheda video, scheda di rete). Il microprocessore è il cervello del computer. Dal punto di vista funzionale la CPU si può considerare suddivisa in:

• unità aritmetico/logica (ALU, Arithmetic and Logic Unit);
• unità di controllo (CU, Control Unit).

Question 18

GHz

Answer 18

Il parametro principale con cui i microprocessori si distinguono tra loro è la velocità che si misura in gigahertz (simbolo GHz): più il valore in GHz è alto più veloce è il computer.

Hz = numero di volte in cui un evento periodico si ripete in 1s
1 GHz = 1 miliardo (10^9) Hz
velocità in GHz = numero di operazioni elementari che il CPU può compiere in 1s

Question 19

ALU

Answer 19

L’unità aritmetico/logica (ALU) è composta da circuiti che eseguono le operazioni aritmetiche, di confronto e di trasformazione delle informazioni.

Question 20

CU

Answer 20

L’unità di controllo (CU) è composta da circuiti che coordinano e governano il funzionamento del computer, in quanto è collegata a tutte le parti della CPU e alle altre unità.

Question 21

BUS

Answer 21

Particolare importanza rivestono i Bus, che sono dei canali attraverso i quali i componenti del computer comunicano. I bus trasportano le informazioni da un’unità del sistema all’altra e possono essere suddivisi in:

• Bus interni, che mettono in comunicazione tutti gli elementi interni al microprocessore;
• Bus esterni, che mettono in comunicazione il microprocessore con gli altri dispositivi collegati.

Question 22

Memoria centrale

Answer 22

La memoria centrale è la memoria in cui sono memorizzati i programmi in esecuzione ed i relativi dati; si distingue in memoria ROM e memoria RAM.

Question 23

Memoria ROM

Answer 23

La memoria ROM (Read Only Memory, ossia memoria di sola lettura), è presente nella scheda madre; è una memoria di tipo non volatile (permanente), perchè il suo contenuto è sempre disponibile e non viene alterato quando si interrompe l’alimentazione. Essa contiene i programmi e le informazioni che sono necessari per far funzionare il computer. Le istruzioni contenute nella memoria ROM sono programmate dalle ditte costruttrici e non si possono modificare. Esse sono immediatamente disponibili all’accensione del computer e non si cancellano quando si spegne il computer.

Question 24

Programmi ROM

Answer 24

Tra i programmi contenuti nella ROM si trovano:

• il programma di autotest (o programma di diagnostica), che si attiva al momento dell’accensione e controlla tutti i componenti del sistema; se un dispositivo non funziona viene emesso un messaggio di errore;
• il programma di caricamento (bootstrap), che carica i programmi predisposti alla gestione delle risorse hardware (nucleo del sistema operativo), prelevandoli da una memoria esterna (disco);
• il programma di gestione dei dispositivi input e output (BIOS, Basic Input/Output System), che permette alle unità periferiche (tastiera, stampante, monitor, . . .) di funzionare.

Question 25

Memoria RAM

Answer 25

La memoria RAM (Random Access Memory, ossia memoria ad accesso casuale) è una memoria di tipo volatile. La RAM, infatti, perde tutte le informazioni quando viene a mancare l’alimentazione elettrica. E’ una memoria di lettura e scrittura in cui sono temporaneamente memorizzati i dati e le informazioni che sono in fase di elaborazione. Maggiore è la capacità della memoria RAM, più veloce sarà l’elaborazione dei dati e le varie operazioni svolte dal computer.
L’accesso alla RAM è più lento rispetto alla velocità della CPU. Si utilizza quindi una memoria che consente accessi estremamente veloci su istruzioni e dati utilizzati di recente. Questa memoria è detta cache memory (posta tra il processore e la RAM). Una memoria cache memorizza i dati usati più spesso senza doverli recuperare tutte le volte dalla RAM (che è più lenta) e, quindi, influisce moltissimo sulle prestazioni del computer.
La memoria RAM ha una dimensione piuttosto limitata, sufficiente solo per elaborare i dati. Quindi, per memorizzare ed archiviare i dati, bisogna servirsi delle memorie ausiliarie, dette anche memorie di massa.

Question 26

Memoria di massa

Answer 26

Le memorie di massa superano il problema della volatilità della RAM e consentono di memorizzare in forma permanente un’elevata quantità di dati. L’hard disk (disco fisso o disco rigido), è un disco inserito stabilmente in un alloggiamento sigillato all’interno del computer. Esso dispone di una vasta capacità di archivio e di tempi di accesso molto ridotti. Il disco fisso, a seconda dei modelli, può contenere fino a vari gigabyte ed occorre sempre considerare la velocità di lettura e scrittura dei dati (tempo di accesso, espresso in millisecondi)

Question 27

Unità di memoria esterne

Answer 27

Alcune unità di memoria esterne sono le memorie flash, le memory card, i dischi ottici.

Question 28

Memorie flash

Answer 28

Le memorie flash sono unità di memoria di massa che possono essere cancellate e scritte. La forma comunemente usata nei PC è la pen-drive (chiavetta USB, USB flash drive), che si collega al computer mediante la comune porta USB (Universal Serial Bus), ed è una memoria di massa portatile di dimensioni molto contenute, con capienza intorno a qualche GB.

Question 29

Memory card

Answer 29

Le memory card sono supporti magnetici ad elevata capacità, rimovibili e riscrivibili, usate per l’utilizzo in abbinamento con i dispositivi portatili di nuova generazione (computer, fotocamere, cellulari, lettori mp3 ed altri apparecchi portatili). In sostanza si tratta di schede di memoria estraibili, con capacità sufficienti a memorizzare fotografie, brevi filmati o file mp3.

Question 30

Dischi ottici

Answer 30

Ulteriori memorie di massa sono i dischi ottici, che esistono in due formati principali: CD (Compact Disk, ossia disco compatto) e DVD (Digital Versatile Disk, ossia disco versatile digitale). Essi si differenziano nella capienza, che è inferiore per i CD rispetto ai DVD. Esistono unità di sola lettura (lettori per CD/DVD) e unità di scrittura (masterizzatori per CD/DVD) che sono anche in grado di leggere. I dischi ottici si distinguono in CD-ROM, DVD-ROM: dischi a sola lettura, il cui contenuto è memorizzato, durante la produzione del disco, in modo non modificabile; CD-R, DVD-R: dischi che possono essere letti un numero imprecisato di volte, ma possono essere scritti una sola volta (tramite un masterizzatore); non possono però essere cancellati o riscritti altre volte; CD-RW, DVD-RW: dischi che possono essere letti, scritti e cancellati più volte

Question 31

Periferiche

Answer 31

I dispositivi esterni connessi al computer si chiamano periferiche. Le periferiche fanno parte dell’hardware, e sono praticamente gli strumenti mediante i quali l’uomo dialoga con il computer, poichè gli permettono di introdurre dati (periferiche di input) e di riceverne (periferiche di output).

Question 32

Periferiche di input

Answer 32

Le periferiche di input permettono l’immissione di dati che il computer dovrà elaborare. I dispositivi di input più comuni sono mouse, tastiera, scanner, penna ottica, microfono, webcam. I dati da inserire possono essere testi, numeri, immagini o suoni. Una volta inseriti i dati nel computer, essi possono essere elaborati.

Question 33

Periferiche di output

Answer 33

Le periferiche di output permettono di presentare all’esterno i risultati dell’elaborazione. I più comuni dispositivi di output sono video (monitor), plotter, stampante, altoparlanti.

Question 34

Mouse

Answer 34

Il mouse (trackball/touchpad) è un dispositivo (o periferica) di input di un computer in grado di inviare in ingresso al sistema un comando da parte dell’utente. Si manovra con una sola mano e il suo spostamento genera un segnale che fa muovere nella stessa direzione una piccola freccia sullo schermo (chiamata puntatore del mouse o cursore). E’ inoltre dotato di uno o più tasti ai quali possono essere assegnate varie funzioni.

Question 35

Tastiera

Answer 35

La tastiera (keyboard) è la principale periferica di comunicazione con il computer, tramite cui l’utente può dialogare con il computer e impartire istruzioni attraverso la digitazione dei tasti. La tastiera può essere suddivisa in 3 parti: tastiera alfanumerica, tastierino numerico, tastiera funzionale.

Question 36

Scanner

Answer 36

Lo scanner (analizzatore d’immagine) è un dispositivo di input in grado di fornire al computer la rappresentazione grafica di un documento cartaceo. Un apposito programma rielabora i disegni, le foto, i testi, poi li converte in immagini, che il computer visualizza sullo schermo.

Question 37

Webcam

Answer 37

Una webcam è una telecamera digitale collegata a un personal computer, che consente di trasmettere immagini a un altro utente tramite Internet.

Question 38

Monitor

Answer 38

Il monitor (video) si presenta in genere come un comune televisore, può avere dimensioni diverse a seconda delle esigenze dell’utente ed è in grado di visualizzare le informazioni sotto forma di testo o di elaborazioni grafiche.
 Un monitor con la funzione di touch screen (schermo tattile) diventa un dispositivo di input e output, che permette all’utente di interagire con una interfaccia grafica mediante le dita o particolari oggetti.

Question 39

Stampante

Answer 39

La stampante consente la stampa su carta dei dati elaborati. Il suo software riceve dal programma di videoscrittura un flusso di dati che converte in stampe di forma identica a ciò che è mostrato in video. Le stampanti possono essere a getto di inchiostro o laser.

Question 40

Digitalizzazione

Answer 40

La trasmissione dei segnali nei computer ed in genere nei circuiti elettronici avviene in modo digitale. Non tutte le grandezze che vorremmo rappresentare sono digitali (es: il colore, il suono, le forme). E’ pertanto necessario trasformare le informazioni da analogico a digitale, e codificarle in binario prima di poterle trasmettere al computer. Il processo di conversione di grandezze analogiche in grandezze discrete (digitali) è chiamato digitalizzazione. L’uso di segnali discreti permette la rappresentazione di dati quali testo, immagini, suoni, video, . . . tramite numeri binari.

Question 41

Informazione analogica e digitale

Answer 41

La rappresentazione analogica dell’informazione si presenta sotto forma di un segnale che varia con continuità (segnale analogico). La voce umana e la trasmissione dei segnali di radio e televisione sono comunicazioni di tipo analogico, dove le grandezze fisiche sono funzioni continue del tempo. La rappresentazione digitale dell’informazione si presenta sotto forma di un segnale che assume un numero limitato di valori significativi distinti (segnale digitale o discreto). La rappresentazione binaria, che fa uso di due soli valori distinti, è la forma di rappresentazione digitale più utilizzata. Ad esempio, l’informazione tempo può avere una rappresentazione analogica (o continua), come quella fornita dalla posizione della lancetta che si sposta sul quadrante dell’orologio oppure una rappresentazione digitale, attraverso numeri mostrati sul display di un orologio digitale.

Question 42

Modem

Answer 42

I segnali che viaggiano sui cavi telefonici sono segnali analogici; quando ci si connette in rete, un modem trasforma i segnali da analogici a digitali e viceversa. Il modem (MOdulatore-DEModulatore) è un dispositivo in grado di trasformare i segnali digitali provenienti da un qualsiasi computer, in segnali analogici in grado di viaggiare su una linea telefonica e viceversa. E’ collegato alle porte di comunicazione del computer e alle prese del telefono e rende possibile lo scambio di informazioni che sono alla base della rete Internet. Prima di inviare un segnale sulla linea telefonica il modem converte le informazioni di tipo digitale in un segnale analogico (operazione di modulazione). Quando riceve un segnale dalla linea telefonica, il modem lo converte in formato digitale per poterlo trasferire al computer (operazione di demodulazione).