• DEFINIZIONE FORMALE: un computer è un dispositivo fisico che implementa il funzionamento di una macchina di Turing (un meccanismo che costituisce un modello di calcolo, retto da regole elementari ma con potere computazionale massimo).

• DEFINIZIONE PRATICA: un computer è una macchina elettronica programmabile capace di ricevere, trasmettere, immagazzinare ed elaborare informazioni.

Il computerIl computer

• LA MACCHINA DI ANTICITERA (I secolo a.C.) – calcolatore meccanico capace di determinare le posizioni degli astri, il calendario solare e quello lunare.

Gli antenati del ComputerGli antenati del Computer

• SPEEDING CLOCK (1623) – fu il primo calcolatore automatico, creato dallo scienziato tedesco Wilhelm Schickard, capace di effettuare addizioni e sottrazioni.

• PASCALINA (1642) – creata dal filosofo e matematico francese Blaise Pascal, è la prima calcolatrice meccanica.

• LA MACCHINA ANALITICA (1837) – progettata ma mai ultimata dallo scienziato inglese Charles Babbage, costituisce il primo prototipo di computer, pensata per effettuare calcoli generici complessi.

• TABULATING MACHINE (1890) – macchina in grado di leggere schede perforate mediante l'analisi di circuiti elettrici. Brevettata dallo statistico americano Herman Hollerith, che fondò la Tabulating Machine Company (dal 1924 IBM).

• Z1 (1937) - Konrad Zuse costruì il primo calcolatore meccanico programmabile, in grado di effettuare addizioni e sottrazioni, dotato di memoria. Lo Z1 era capace di leggere istruzioni di programma da schede perforate.

Gli antenati del Computer (2)Gli antenati del Computer (2)

• Z3 (1941) – computer automatico e programmabile realizzato da Zuse e composto da 2200 relè. Utilizzava il sistema binario.

• MARK I (1943) - realizzato ad Harvard dalla IBM, è il primo calcolatore digitale automatico. (16m x 0.5m x 2.4 m).

• COLOSSO (1943/44) - macchina elettronica progettata per velocizzare la decrittazione dei codici cifrati.

• ENIAC (1944/45) - Electronic Numerical Integrator And Calculator; in grado di riconoscere il segno di un numero, confrontare numeri, e di eseguire le operazioni di addizione, sottrazione, moltiplicazione, divisione e radice quadrata. (30 tonnellate).

I primi computerI primi computer

ColossusColossus

EniacEniac

• 1947 – Viene inventato il transistor, destinato a sostituire il relè e le valvole termoioniche.

• 1955 – Nasce il primo computer funzionante interamente a transistor, il TRADIC.

• 1956 – Il primo hard-disk: un pila alta un metro e mezzo contenente 50 dischi metallici larghi 62 cm (memoria totale 5 megabytes!).

• 1957 – Due tecnici del M.I.T. fondano la DEC per la produzione e commercializzazione di mini-elaboratori. Grande successo del PDP-I (49 computer venduti a 120.000$).

• 1958 – La Texas Instruments brevetta il primo chip.

• 1961 – Viene realizzato il mouse.

• 1963 – La DEC realizza il primo minicomputer della storia, il PDP-8 (18000$).

• 1964 – Il Basic diventa il primo primo linguaggio di programmazione semplificato.

• 1965 – La Olivetti produce la PROGRAMMA-101, il primo "personal" computer (3200$).

• 1967 – Il SISTEMA-360 (IBM), grazie all’impego del circuito integrato che potenzia le prestazioni e riduce i costi, ottiene uno strepitoso successo di mercato.

• 1967 – Nasce l’Intel che diventerà leader mondiale nella produzione di processori.

• 1970 – Nasce Arpanet, per la gestione delle comunicazioni dei computer del Pentagono.

• 1970 – L’Intel crea la RAM.

• 1971 – L’Intel brevetta il microprocessore capace di contenere più transistor (all’epoca alcune unità, ora milioni), che porterà i computer nella “Quarta Generazione”.

Gli sviluppiGli sviluppi

• Grazie al crollo dei costi ed all’aumento delle prestazioni il mercato dei computer ha conosciuto un’immensa espansione nel corso degli ultimi 30 anni. Questo grazie a circuiti sempre piu' piccoli e all'integrazione di molte componenti sullo stesso chip di silicio capace di integrare milioni di transistor.

• Negli anni 70-80 il mercato era diviso tra supercomputer ad alto costo e ad altissime prestazioni e minicomputer a più larga diffusione e costo contenuto.

• 1977 – Nasce l’APPLE II, il primo PC (minicomputer di seconda generazione, con foglio di calcolo e grafica a colori).

• 1981 – Viene commercializzato l’IBM 5150, padre degli attuali PC. Viene governato dal Sistema Operativo MS DOS, prodotto dalla Microsoft.

• 1984 – La Apple introduce un’interfaccia grafica per il sistema operativo.

• 1985 – Microsoft sviluppa Windows 1.0, l’interfaccia grafica per MS DOS.

• Ani 90 – Il duopolio Microsoft/Intel arriva a controllare il 90% del mercato.

• Oggi – Due tipologie di macchine:

PC. Molti produttori diversi (ma non IBM): CPU, chip grafici, OS, HD.

Server aziendali, sviluppati su piattaforma Unix, pochi produttori (SUN, IBM)

La Quarta GenerazioneLa Quarta Generazione

Panoramica sull’hardwarePanoramica sull’hardware

CPURAM

memoria

di massa

clock

input output

CACHE

busporte porte

Elaboratore

Dispositivi di ingresso/uscitaDispositivi di ingresso/uscita

InputInput: : Tastiera, mouse, microfono, scanner, …Tastiera, mouse, microfono, scanner, …

OutputOutput: : Monitor, stampanti, altoparlanti,…Monitor, stampanti, altoparlanti,…

PortePorte: permettono lo scambio di dati tra il computer e : permettono lo scambio di dati tra il computer e i dispositivi esterni. Seriali che trasmettono i dati i i dispositivi esterni. Seriali che trasmettono i dati i sequenza, Parallele che trasmettono i dati sequenza, Parallele che trasmettono i dati contemporaneamente, contemporaneamente, USB (universal serial bus) che (universal serial bus) che consentono il collegamento di più dispositivi sulla consentono il collegamento di più dispositivi sulla stessa porta, modalità Plug and Play, Firewire : per stessa porta, modalità Plug and Play, Firewire : per dispositivi multimediali, a infrarosso (IrDA=Infrared dispositivi multimediali, a infrarosso (IrDA=Infrared Device Association), PC Card (PCMCIA=PC and Device Association), PC Card (PCMCIA=PC and Memory Card Int. Ass.), Porte dedicate a dispositivi Memory Card Int. Ass.), Porte dedicate a dispositivi multimediali, …multimediali, …

Consentono alla macchina di interfacciarsi con il mondo esterno ricevendo dati e ritrasmettendoli sotto forma di risultati.

La scheda madre (motherboard) supporta, connette e controlla (tramite circuiti) tutte le parti interne. Le componenti hardware del computer sono fisicamente collegate alla scheda madre che permette loro di dialogare tramite un canale composto da fili di rame (bus di sistema).

Hardware (scheda madre)Hardware (scheda madre)L’hardware è l’insieme delle componenti fisiche del computer.

Processore (Central Processing Unit) (es. Intel Pentium IV) legge, interpreta e gestisce le istruzioni da eseguire (unità di controllo), esegue calcoli ed operazioni logiche (unità aritmetico logica), alloca temporaneamente i risultati e le istruzioni più comuni (CPU cache nei registri).

Velocità di clock: es. 3200 Mhz = 3.2 miliardi di cicli al secondo

Le tecnologie dual core o quad core permettono di collocare 2 o 4 CPU in un unico microprocessore, aumentando considerevolmente le prestazioni.

Hardware (microprocessore o CPU)Hardware (microprocessore o CPU)

Unità di memoria RAM (Random Access Memory) memoria ad accesso casuale, temporanea, è un accesso veloce serve per le elaborazioni (512 Mbyte, 4 Gbyte).

Memoria ROM (Read Only Memory) memoria non volatile, contenente dati disponibili per la sola consultazione, in particolare il Bios (il primo codice che viene eseguito, testa l’hardware, carica il sistema operativo, funge da interfaccia tra hardware e periferiche).

Memoria di massa memoria permanente, conserva i dati. Tecnicamente non fa parte del computer. Floppy disk (1.44 Megabyte), CD (700 Megabyte) , DVD (4.7 Gigabyte), Blu-ray (55 Gigabyte), pendrive (64 Gigabyte), Hard disk (1.5 Terabyte).

Hardware (memorie)Hardware (memorie)

Il bit è la più piccola informazione rappresentabile in un PC. Si indica con la lettera “b” e può assumere i valori: 0 e 1, VERO e

FALSO, ON e OFF, TRUE e FALSE.

1 byte (B) = 8 bit (N.B.=23) = 1 carattere (=> 28=256 possibilità)

1 Kilobyte (kB) = 210 byte =1024 byte

1 Megabyte (MB) = 1024*1024 byte (220)

1 Gigabyte = 230 byte

1 Terabyte = 240 byte

N.B. una pagina di un libro può contenere 2-3000 caratteri, diciamo circa 210 *2 = 211 byte => un terabyte contiene 240/211 = 240-11 = 229 = 220 · 29 pagine di libro ovvero circa 1.000.000 libri di 500 pagine (29 = 512)

Unità di misura della memoriaUnità di misura della memoria

Notazione binariaNotazione binariaRappresentazione di un numero:Rappresentazione di un numero:

6736731010= 3*10= 3*1000+7*10+7*1011+6*10+6*1022

101110112 2 = 1*2= 1*200+1*2+1*211+0*2+0*222+1*2+1*233=1+2+8==1+2+8=11111010

la cifra più a destra è la MENO SIGNIFICATIVA (peso 2la cifra più a destra è la MENO SIGNIFICATIVA (peso 200= 1) = 1) la cifra più a sinistra è la PIU’ SIGNIFICATIVA (peso 2la cifra più a sinistra è la PIU’ SIGNIFICATIVA (peso 233= 8)= 8)

Somma: Somma: 1+1=101+1=10 (“0 con riporto di uno”); (“0 con riporto di uno”);

EsempioEsempio 1111++ 1111 = = ? ?

posizione 0:posizione 0: 1+1 = 1+1 = 00 con con riporto di riporto di 11

posizione 1: posizione 1: 1+1 (+ 1 che riportavo) = 10 + 1 = 1+1 (+ 1 che riportavo) = 10 + 1 = 1111

Risultato in base 2: Risultato in base 2: 110110

N.B.: 110 = 110N.B.: 110 = 1102 2 = 0*2= 0*200+1*2+1*211+1*2+1*222 = 6 = 61010

Caratteri ASCHII (o ASCII)Caratteri ASCHII (o ASCII)Un byte è una sequenza di 8 bit. Quando si preme un tasto sulla Un byte è una sequenza di 8 bit. Quando si preme un tasto sulla tastiera del computer si aziona un gruppo di otto interruttori che genera tastiera del computer si aziona un gruppo di otto interruttori che genera un byte traducendo il carattere digitato in un numero in base 2. Con 8 un byte traducendo il carattere digitato in un numero in base 2. Con 8 bit si possono generare 256 numeri binari diversi che vanno da bit si possono generare 256 numeri binari diversi che vanno da "00000000" (tutti gli interruttori sono chiusi, corrispondente al numero in "00000000" (tutti gli interruttori sono chiusi, corrispondente al numero in base dieci "0") a "11111111" (tutti gli interruttori sono aperti, base dieci "0") a "11111111" (tutti gli interruttori sono aperti, corrispondente al numero in base dieci "255"). corrispondente al numero in base dieci "255").

Il codice ASCHII (American Standard Code for Information Interchange) Il codice ASCHII (American Standard Code for Information Interchange) è una tabella che contiene il codice corrispondente ai primi 128 caratteri è una tabella che contiene il codice corrispondente ai primi 128 caratteri (0-127). Per i successivi caratteri (128-255) non esiste uno standard, (0-127). Per i successivi caratteri (128-255) non esiste uno standard, ma vengono utilizzate varie tabelle conosciute come "codice ASCHII ma vengono utilizzate varie tabelle conosciute come "codice ASCHII esteso".esteso".

Ad ogni carattere della tastiera corrisponde un diverso gruppo di byte.Ad ogni carattere della tastiera corrisponde un diverso gruppo di byte.

• Ad esempio, il carattere Ad esempio, il carattere {{ ha la codifica ASCHII 123 che ha la codifica ASCHII 123 che corrisponde al byte 0111 1011corrisponde al byte 0111 1011

• CCIIAAOO == 6767 7373 6565 7979 = =

0100 00110100 0011 0100 10010100 1001 0100 00010100 0001 0100 11110100 1111 • Si possono richiamare schiacciando Si possono richiamare schiacciando Alt + il numeroAlt + il numero sul tastierino sul tastierino

numerico.numerico. Ad esempio il carattere Ad esempio il carattere ~~ si ottiene con si ottiene con Alt+126Alt+126

Il software è l’insieme dei programmi che permettono il funzionamento del computer e che il computer esegue:

• Il sistema operativo è il programma che controlla e gestisce l'hardware. Si occupa anche di gestire gli accessi degli utenti e dei processi che vengono eseguiti.

• I driver sono quei programmi che permettono ad un sistema operativo di utilizzare un dispositivo hardware senza conoscerlo, operando da interpreti.

• I programmi applicativi sono algoritmi tradotti in un linguaggio adatto a essere eseguito dal computer.

Il softwareIl software

Accensione: il BIOS residente nella memoria non volatile avvia il POST (Power On Self Test).

Rilevati i dispositivi collegati, viene caricato il SISTEMA OPERATIVO (per es. windows) al quale passa il controllo;

al sistema operativo è demandata la gestione dei file e della memoria virtuale, con esso interagiamo tramite un’interfaccia, un insieme di dispositivi user friendly: tastiera, mouse in ingresso e schermo in uscita.

Il cuore del OS è il Kernel, che garantisce al software le funzioni fondamentali per l’accesso controllato all’hardware.

Il sistema operativoIl sistema operativo

Disk Operating System: sono i sistemi operativi capaci di gestire un file system, cioè le funzioni che permettono di organizzare le memorie di massa.I file sono organizzati in una struttura gerarchica ad albero, i nodi si chiamano DIRECTORY

sottodirectory

Directory

sottodirectory

Il disco fisso si chiama C ed è la radice dell’albero

Possiamo far partire MS DOS da windows (per tornare scrivere exit)

DOSDOS

file

filefile

file

Il desktopIl desktop

Le directory diventano cartelle che si aprono, svuotano, Le directory diventano cartelle che si aprono, svuotano, riempiono… utilizzando il mouseriempiono… utilizzando il mouse

NEL DESKTOP E NELLE VARIE CARTELLE, LE NEL DESKTOP E NELLE VARIE CARTELLE, LE ICONE RAPPRESENTANO SOTTOCARTELLE e fileICONE RAPPRESENTANO SOTTOCARTELLE e file

• I FILE e LA LORO ESTENSIONE:I FILE e LA LORO ESTENSIONE:

file eseguibili: .exefile eseguibili: .exe

file di sistema: .com .sys .bat file di sistema: .com .sys .bat

file creati da file creati da applicazioni: .doc .xls .html .bmp …applicazioni: .doc .xls .html .bmp …

• APPLICAZIONI: file .exe + altri file di solito l’eseguibile APPLICAZIONI: file .exe + altri file di solito l’eseguibile viene fatto partire cliccando sull’icona dell’applicazioneviene fatto partire cliccando sull’icona dell’applicazione

BrowserBrowser

Sono programmi in grado di interpretare il codice HTML e visualizzarlo Sono programmi in grado di interpretare il codice HTML e visualizzarlo

in forma di in forma di ipertestoipertesto. L'HTML è il codice col quale la maggioranza delle . L'HTML è il codice col quale la maggioranza delle

pagine web nel mondo sono composte.pagine web nel mondo sono composte.

I più diffusi sono I più diffusi sono Netscape Navigator (ora Netscape Browser 9),Netscape Navigator (ora Netscape Browser 9), Internet Internet

Explorer, Mozilla Firefox, Opera, SafariExplorer, Mozilla Firefox, Opera, Safari , , Google ChromeGoogle Chrome::

Risiedono nel PC e possono lavorare solo se è fisicamente attivo il Risiedono nel PC e possono lavorare solo se è fisicamente attivo il

collegamento con il server collegamento con il server

Consentono principalmente:Consentono principalmente:

navigazione (to browse = sfogliare) negli ipertesti (pagine) di un sitonavigazione (to browse = sfogliare) negli ipertesti (pagine) di un sito

salvataggio delle pagine visitate (o parte, salvataggio delle pagine visitate (o parte, framesframes) )

download di filedownload di file

memorizzazione indirizzi delle pagine visitate (segnalibri, memorizzazione indirizzi delle pagine visitate (segnalibri, bookmarksbookmarks))

Computer collegati in reteComputer collegati in rete

Collegando tra loro un insieme di computer Collegando tra loro un insieme di computer

tramite una rete –tramite una rete – network – network – (fisicamente di (fisicamente di

solito si tratta di una rete elettrica) è possibile solito si tratta di una rete elettrica) è possibile

scambiare dati e condividere risorse (ad es. scambiare dati e condividere risorse (ad es.

stampanti).stampanti).

Internet è una rete di reti telematiche (“la” rete).Internet è una rete di reti telematiche (“la” rete).

Elementi base di una reteElementi base di una rete

1. Una infrastruttura di comunicazione basata su linee telefoniche preesistenti e su canali specificamente costruiti (link satellitari, cavi transoceanici, collegamenti in fibra ottica..).

2. Insieme di tecnologie hardware che permette di collegare fisicamente un computer alla rete (schede, cavi, modem, router…) per formare reti locali (LAN, Local Area Network), per collegare le LAN tra di loro per formare reti più ampie (WAN, Wide Area Network); il collegamento delle WAN attraverso i canali specificati costituisce la rete.

3. Un insieme di regole (protocolli) necessarie per la 3. Un insieme di regole (protocolli) necessarie per la gestione delle comunicazioni.gestione delle comunicazioni.

L’insieme dei protocolli è denominatoL’insieme dei protocolli è denominato

TCP/IP TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol)(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)

Per collegare un computer alla rete è quindi necessario installare e configurare opportuni software che implementino i protocolli.

Struttura di InternetStruttura di Internet

I sitiI siti

Il nostro PC (client) è collegato ad un server Il nostro PC (client) è collegato ad un server

(mediante linea dedicata - locale - oppure tramite (mediante linea dedicata - locale - oppure tramite

modem su linea telefonica).modem su linea telefonica).

I server sono gestiti da strutture pubbliche I server sono gestiti da strutture pubbliche

(università, ministeri, centri di ricerca, (università, ministeri, centri di ricerca,

biblioteche) oppure da società private, i provider.biblioteche) oppure da società private, i provider.

Nel server sono custoditi i siti eventualmente Nel server sono custoditi i siti eventualmente

lasciati in gestione ai singoli client.lasciati in gestione ai singoli client.

Con il TCP/IP nascono gli indirizzi di rete (indirizzi IP)

Affinché i vari computer, delegati allo smistamento dei dati, trovino la strada giusta per ogni messaggio, viene impiegato uno schema di INDIRIZZAMENTO dei computer collegati in rete.

Ogni host è dotato di un suo indirizzo univoco (indirizzo di rete) denominato

IP(Internet Protocol)

Sequenza di 4 numeri separati da punti (192.168.4.1)

Al sistema di indirizzi numerici è stato affiancato un sistema di nomi simbolici, assai più facili da ricordare.

Domain Name Service (DNS)Domain Name Service (DNS)

I nomi assegnati ai computer su Internet si chiamano

nomi di dominio

http://www.unive.it

Esempi di indirizzi

http://www.comune.venezia.it

Nell’indirizzo deve essere premesso il tipo di protocollo da usare per la comunicazione. Le lettere http indicano il protocollo usato nel trasferimento degli ipertesti:

Hypertext Transfer ProtocolHypertext Transfer Protocol

CODICE SIGNIFICATO

ita de usa E’ il codice della nazionalitàcom Società privata di tipo commercialeedu Istituzione educativa (scuole o

università) statunitensegov Istituzione del governo degli Stati Uniti

d’Americanet Risorse di reteorg Organizzazione non-profit

SuffissiSuffissi

ALTRI PROTOCOLLI DI COMUNICAZIONE

TELNETpermette di collegarci ad un computer remoto ed agire sul computer remoto proprio come se fosse il nostro computer locale sfruttando le risorse che il nostro sistema mette a disposizione (ad esempio si può accedere ad archivi bibliografici, cataloghi, ecc.).

SMTPProtocollo per la posta elettronica, consente di inviare e ricevere mail, di allegare file, registrare dati su persone (rubrica), di firmare i documenti inviati

Utilizzabile per connessioni remote, che sfrutta algoritmi di crittografia per garantire una connessione sicura

SSH File Transfer Protocol o

SFTP

E’ il protocollo che gestisce l’orario esatto nella rete.

NTP

SSH (Secure Shell)

Permette sia il trasferimento che la manipolazioni dei file remoti. Utilizza connessioni protette

FTP

FILE TRANSFER PROTOCOL

permette di collegarsi ad un computer remoto,

di visualizzare il contenuto del suo disco e,

se in possesso di adeguati permessi di accesso,

di prelevare o inviare file.

MODALITA’ di collegamento ad una macchina remota

FTP anonimo

• Usato per il prelievo di file con accesso pubblico (presso università, enti, società).

• Non serve disporre di un codice utente (e password) presso il computer remoto. Si accede anonimamente.

• Solo determinate directory – tipicamente la directory pub (pubblica) sarà accessibile.

FTP con account

• Consente il collegamento ad un server

• Necessarie username e password

• Pieno accesso alla directory del sistema remoto, nella quale potremo inserire, modificare e cancellare file, proprio come se fosse una directory del nostro hard disk.