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Hardware & Software

Un viaggio dentro il computer

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Cos’è un computer?

Il computercomputer (dall’inglese toto computecompute, letteralmente “svolgere calcoli”) è una macchina elettronica capace di riceverericevere, trasmetteretrasmettere, immagazzinare immagazzinare ed elaborare informazionied elaborare informazioni, risolvendo i più svariati problemi con straordinaria velocità ed affidabilità.

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Hardware & Software…

Tecnicamente tutto ciò che riguarda l’informatica si può dividere in due parti:

HARDWAREHARDWARE: i componenti fisici del computer (circuiti elettrici ed elettronici, cavi, supporti e in generale tutto ciòche si può toccare materialmente);

SOFTWARE: SOFTWARE: sono i programmi, i dati e i documenti che stabiliscono le procedure di funzionamento della macchina e che si trovano registrati sui dischi o nella memoria.

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Tipi di computer…

Esistono diverse categorie di computer suddivise secondo potenza e utilizzo:

Personal Computer Workstation Mainframe



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Personal Computer…

I Personal Computer Personal Computer (abbreviato, PCPC) sono i normali computer di casa o ufficio. Si usano per lo più come elaboratori di testo (word processor), per reperire o gestire informazioni (internet, basi di dati), come strumenti da ufficio (programmi gestionali), per la comunicazione (e-mail), per la grafica o i giochi.

Si suddividono a loro volta in: Desktop ComputerDesktop Computer TowerTower ComputerComputer Laptop (Laptop (computer portatilicomputer portatili)) PalmariPalmari



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Desktop Computer…

Vengono detti Desktop ComputerDesktop Computer i PC con la cassa (case) orizzontale.

La maggior parte dei PC eranodi questo tipo, ma col temposi sono affermati i modelli a cassa verticale che occupano meno spazio sulla scrivania



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Tower Computer…

I computer a cassa verticale sono detti TowerTowerComputerComputer.

Ne esistono più o meno tre misure principali: Minitower, Midtower e Fulltower (o Bigtower). L’ultimo è ovviamentequello in grado di contenere il maggior numero di dispositivi al suo interno.



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Laptop…

• I LaptopLaptop sono i cosiddetti computer portatili. Hanno dimensioni ridotte e una batteria che consente alcune ore di autonomia per lavorare durante gli spostamenti.

I modelli più recenti di peso e spessore sempre minori sono detti anche detti NotebookNotebook.

A parità di potenza i portatili sono pipiùù costosicostosidei normali PC, a causa dei costi maggiori per la miniaturizzazione dell’hardware



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Come ragiona un computer…

Nella vita quotidiana siamo abituati a rappresentare le informazioni che utilizziamo servendoci di decine di simbolisimboli: le lettere dell'alfabeto sia minuscole che maiuscole, le cifre decimali da zero a nove, i segni di punteggiatura.

In un computer le informazioni sono rappresentate in formato formato binariobinario, cioè utilizzando due sole cifre: 00 ed 11. Ognuno di essi rappresenta un bitbit.



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I multipli del bit…

Il bit è l'unità di misura dell’informazione. Dalla composizione di milioni di questi componenti gli elaboratori digitali rappresentano e gestiscono tutto ciò che è software (dati e programmi).

I suoi multipli sono: ByteByte. 1 Byte è formato da otto bit Kilobyte (Kilobyte (KbKb):): 1 Kb è formato da 1024 (circa 1000) byte MegabyteMegabyte ((MbMb):): 1 Mb è formato da 1024 (circa 1000) Kb Gigabyte (Gigabyte (GbGb):): 1 Gb è formato da 1024 (circa 1000) Mb TerabyteTerabyte ((TbTb):): 1 Tb è formato da 1024 (circa 1000) Gb



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Architettura del computer…

In generale un computer si compone delle seguenti parti fondamentali:

UnitUnitàà dd’’ingresso o di input (I); ingresso o di input (I); UnitUnitàà centrale di elaborazione (centrale di elaborazione (C.P.UC.P.U.); .); Memoria principale; Memoria principale; Memoria secondaria o di massa; Memoria secondaria o di massa; UnitUnitàà di uscita o di output (O).di uscita o di output (O).



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Architettura del computer…

Unità centraledi elaborazione

(C.P.U.)

Unità diingresso

(Input)

Unità diuscita

(Output)

Memoria

Mondoesterno

Mondoesterno



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Scheda madre…

Altrimenti detta MotherMother BoardBoard, la scheda madrescheda madre è il circuito stampato che rappresenta di fatto la base su cui poggia l’intera struttura del PC.

La scheda viene montata all'interno del computer e su di essa sono alloggiate le varie componenti, tra cui il processore, la memoria RAM e le schede di espansione (scheda video, scheda audio, modem, scheda di rete, ...).



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Scheda madre…



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C.P.U.…

L'unità centrale di elaborazione o C.P.U.C.P.U.(Central Processing Unit) è costituita da un microprocessore che riunisce in una piastra di silicio, detta chipchip, tutte le funzioni di controllo e di calcolo.

La C.P.U. è in sostanza il cervello del cervello del computercomputer. Essa infatti dirige e controlla ogni sua attività: coordina le operazioni coordina le operazioni di tutte le altre unitdi tutte le altre unitàà (memoria, periferiche) ed esegue le istruzioniesegue le istruzioni di un programma in codice macchina.



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C.P.U.…

Un processore può essere definito lento o veloce in base alla sua frequenza di frequenza di lavorolavoro, misurata in MHz e/o GHz(MegaHertz e GigaHertz), dove 1 GHz = 1000 MHz.

I processori dualdual corecore hanno due CPU montate in parallelo sullo stesso supporto così che la loro potenza di calcolo aumenti a parità di frequenza

Industrie che producono microprocessori sono Intel, AMD, Motorola, PowerPC, …

Il suo aspetto è quello di un chip quadrato di 2 centimetri circa di lato che trova alloggiamento sulla scheda madrescheda madre del PC.



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RAM…

• La RAMRAM (Random Access Memory) ha un ruolo fondamentale: costituisce l'area da cui il processore attinge istruzioni e datiattinge istruzioni e dati (il software) e in cui scarica i i risultati delle elaborazionirisultati delle elaborazioni.

• La RAM è denominata a volte "memoria volatilememoria volatile“ in quanto i dati in essa contenuti svaniscono allo spegnimento del computer.



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RAM…

La dimensione della memoria centrale si misura in numero di numero di bytebyte, espresso generalmente nell’ordine dei giga. Gli attuali sistemi in commercio hanno una RAM che va tipicamente da 1 a 4 Gb (si tenga conto che Windows Vista ne richiede almeno 2)

Le memorie sono composte da una serie di chip elettronici raggruppati in piccole schedine da inserire negli appositi slotslot sulla scheda madre.



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Periferiche…

Le unità di ingresso/uscita sono dette anche perifericheperiferiche.

Hanno il compito di permettere lo scambio di informazioni tra il computer e l'esterno del sistema.

Nonostante il termine suggerisca l'idea di qualcosa di aggiuntivo - e quindi non strettamente essenziale -molti di questi dispositivi si rivelano di primaria importanza.



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Periferiche d’ingresso…

Le principali periferiche d’ingresso sono: la tastieratastiera

il mousemouse, dispositivo di puntamento: il movimento della pallina o del lasercollocato nella parte inferiore del mouse viene tradotto con lo spostamento di un puntatore sullo schermo



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Periferiche d’uscita…

Le principali periferiche d’uscita sono:

il monitormonitor, dispositivo su cui vengonovisualizzate le immagini generate dalla scheda video del computer

la stampantestampante, periferica che trasferisce su carta le informazioni digitali contenute in un computer

le casse acustichecasse acustiche, altoparlanti da cui vengono riprodotti i suoni generati dalla scheda audio del PC



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Periferiche disco…

Possono essere dispositivi sia di ingresso che di uscita. Sono:

lettorilettori di dischi magneticidi dischi magnetici, ad esempiol’hard disk. Il computer può sia leggere dati dai dischi (ingresso) che scriverci sopra (uscita)

I lettori dei dischi otticilettori dei dischi ottici (CD-ROM e DVD) sono dispositivi di input poiché permettono solo di leggere dati. Il masterizzatoremasterizzatore è invece anche dispositivo di uscita dato che può scrivere dati sui dischi attraverso un sistema laser differente da quello dei normali lettori.



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Hard disk…

L'hard diskhard disk o disco rigidodisco rigido è un dispositivo utilizzato per la memorizzazione a lungo termine dei dati in un computer.

È costituito da uno o più dischi rivestiti di materiale ferromagnetico in rapida rotazione e da due testine per ogni disco (una per lato) poste a piccolissima distanza dalla superficie del disco stesso e in grado di leggere e scrivere i dati.

Al contrario della RAM, i dati e i programmi qui caricati non vengonopersi anche in seguito allo spegnimento del computer.



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Hard disk…

Le caratteristiche principali di un hard disk moderno sono:

la capacitla capacitàà. . È la quantità di dati che può contenere il dispositivo, espressa in GigaByte (Gb);

il tempo di accesso.il tempo di accesso. È il tempo medio necessario perchéun dato memorizzato in una parte qualsiasi dell'hard disk possa essere reperito;

la velocitla velocitàà di trasferimento.di trasferimento. È la quantità di dati che l'hard disk è teoricamente in grado di leggere o scrivere sul disco in un determinato intervallo di tempo



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CD-ROM…

Il CdCd--ROMROM (Compact Disc - Read Only Memory) è un piccolo disco di materiale plastico su cui è possibile archiviare informazioni in formato digitale. Hanno una dimensione media di 750 Mb, ovvero una traccia audio di circa 80 minuti.

Possono essere di sola lettura (RecordableRecordable) o riscrivibili (ReWritableReWritable, o RWRW), a seconda che possano essere scritti una o più volte.

Se per l’operazione di lettura èsufficiente un qualsiasi lettore CD, per l’operazione bisogna utilizzare un dispositivo particolare: il masterizzatoremasterizzatore.



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DVD…

I DVDDVD sono CD con una capacità di memorizzazione dati molto più elevata rispetto ai CD-ROM normali.

Possono contenere programmi, dati, audio, video o addirittura più film codificati.

Esistono in versione a sola lettura (Dvd-Rom), registrabili una sola volta (Dvd-R) oppure infinite volte (Dvd-Ram, Dvd+Rw).

Possono contenere da 4,7 a 17 Gigabyte di dati oppure 8 ore e mezzo di sequenze video.



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Masterizzatore…

Il masterizzatoremasterizzatore è il dispositivo hardware che permette di leggere, creare o duplicare compact disc o DVD di dati, audio e/o video.

Può essere interno o esterno.



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Masterizzatore…

Ogni masterizzatore è caratterizzato da tre numeri separati da un xx (si legge “per”). Ad esempio, 48x16x48x. Questo codice ha il seguente significato:

il primo numero indica che la velocità massima in scrittura su un CD-R (scrivibile una sola volta) è di 48 volte superiore a quella standard;

il secondo numero indica la velocità massima di scrittura su CD-RW;

l'ultimo numero indica che la periferica può leggere un supporto a una velocità massima di n volte superiore alla velocità standard



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Chiavetta USB…

Una chiavetta USB chiavetta USB (chiamata anche pendrivependrive) è un'unità di memorizzazione di massa portatile, da collegare al computer mediante la porta USB.

Grazie alle dimensioni ridotte, alle sempre crescenti dimensioni della memoria e alla sua portabilità, il pendrive si sta configurando come unità preferita per il trasporto fisico di dati.

Nel trasferimento di dati la chiavetta USB è il supporto più veloce, anche rispetto a CD e DVD.



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Scheda video…

La scheda videoscheda video è il componente che mostra l'output del computer su un monitor.

Un particolare tipo di scheda video è quella con acceleratore 3D, in grado di riprodurre al meglio immagini nella terza dimensione, offrendo così prestazioni migliori in termini di realismo .

Aziende produttrici di schede video sono la Nvidia (con la serie GeForce e GeForce FX) e l’ATI Technologies (con la serie Radeon e Radeon X).



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Scheda audio…

La scheda audioscheda audio è un dispositivo elettronico che estende le capacità di base del PC con funzioni sonore e musicali.

Aziende produttrici sono ad esempio la Creative, la Trust e la Genius.

Deve essere abbinata a una coppia di altoparlanti.



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Cos’è il software?

Il softwaresoftware è un programma per programma per elaboratore elettronicoelaboratore elettronico, ovvero una serie di istruzioni che dicono al computer cosa fare, come, quando e in che modo.

Il software non è una prerogativa del PC, ma lo troviamo anche nei cellulari,nelle console e perfino nei peluche che suonano o parlano quando li tocchi.

Senza il software il computer è soloferraglia.



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Come funziona…

Quando si inserisce il programma nel computer e si richiede la sua esecuzione, il processore deve trasferirlo nella RAM, prelevare da questa le istruzioni, eseguirle e visualizzarne i risultati sul monitor. Detto così sembra semplice, ma se si considera che ogni istruzione deve essere tradotta nel linguaggio macchina (lunghissime sequenze di 0 e di 1) è facile intuire quanto le cose siano piùcomplicate di quel che sembra.

Fortunatamente l'utente non ha alcuna necessità di comprendere come lavora il computer, ma usufruisce del risultato e basta.



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Classificazione del software…

Possiamo classificare il software in tre categorie:

i Sistemi OperativiSistemi Operativi

i driverdriver

i programmi applicativiprogrammi applicativi



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Sistema operativo…

Il sistema operativo sistema operativo (OSOS) è quell’insieme di programmi di base di un elaboratore che controllano le risorse fisiche (hardware) e logiche (strutture dati, software) regolando lo svolgimento delle operazioni elementari (caricamento dei programmi, ingresso dati, emissione dei risultati, gestione dell'hardware, ecc.).

Dal punto di vista dell'utente il compito fondamentale del sistema operativo è quello di mascherare la mascherare la complessitcomplessitàà dell'hardware e mostrare all'utente una macchina che svolge le stesse operazioni fondamentali qualunque siano le sue caratteristiche interne.



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Due computer differenti con lo stesso sistema operativo, vengono visti dall'utente come due macchine uguali

Due computer uguali con sistemi operativi diversi, vengono visti dall'utente come macchine totalmente differenti



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Microsoft WindowsMicrosoft Windows è una famiglia di sistemi operativi per personal computer sviluppati dalla Microsoft a partire dal 1985.

Windows è stato sin dall’inizio un sistema operativo graficosistema operativo graficoche offre un’interfaccia utente molto diretta e intuitiva (user-friendly), basata su concetti quali il desktopdesktop, le iconeicone, le finestrefinestre, la multiutenzamultiutenza ed il multitaskmultitask.



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MacMac OS XOS X è il sistema operativo dei computer Macintosh, prodotti dalla Apple. Il nome deriva dall’abbreviazione di Macintosh Operating System.

Mac OS fu il primoprimo sistema operativo ad utilizzare con successo un‘interfaccia grafica.

Finora i Mac erano utilizzati soprattutto nell'editoria, per lagrafica pubblicitaria, negli studi di registrazione musicali e per i piccoli uffici. Recentemente hannoavuto un boom anche per l’usopersonale, forti di una maggiorecura nei dettagli, stabilità e potenzialità rispetto ai concorrenti.



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LinuxLinux è un sistema operativo multiutente snello e semplice, in tutto e per tutto competitivo con i sistemi operativi Microsoft. Il suo nome deriva dall'ideatore Linus Torvalds, un programmatore norvegese.

Le caratteristiche principali di questo prodotto sono:

è gratis gratis e liberamente distribuibile;

dà la possibilitpossibilitàà di accedere di accedere al codice sorgenteal codice sorgente, così che chiunque volesse può apportare modifiche e migliorie al sistema, condividendole poi con lacomunità.



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Driver…

I driver driver hanno il compito di tradurre i segnali che provengono da una periferica in un linguaggio comprensibile dall'unità centrale del computer.

Ad esempio i driver per la gestione del mouse traducono i segnali di spostamento del dispositivo in spostamenti del puntatore sullo schermo, consentendo di regolarne velocità, accelerazione e comportamento.

Il driver è generalmente scritto dal produttore del dispositivo, poiché è necessaria una profonda conoscenza dell'hardware per poterne scrivere uno funzionante.



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I programmi applicativi…

I programmi applicativi (o applicazioniapplicazioni) sono una serie di istruzioni scritte in un linguaggio comprensibile al computer e finalizzate ai più diversi scopi.

Tra i programmi applicativi più comuni ricordiamo:

programmi di comunicazionecomunicazione, ad esempio tramite mail o messaggistica istantanea

programmi di videoscritturavideoscrittura e foglio elettronicofoglio elettronico per scrivere lettere, relazioni o per organizzare calcoli tabellari e grafici

programmi di graficagrafica per elaborare immagini e disegni

programmi gestionaligestionali



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