Informatica 2014-2015 - Dott. Muzzioli Valerio

Informatica 2014-2015 - Dott. Muzzioli Valerio
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Università degli Studi di Ferrara
corso di INFORMATICA (A.A. 2014/2015)
Dispense per:
Scienze motorie
Lauree delle Professioni Sanitarie
Dietistica
Fisioterapia
Igiene dentale
Infermieristica - sede di: Ferrara e Codigoro
Logopedia
Ortottica ed assistenza oftalmologica
Ostetricia
Tecnica della riabilitazione psichiatrica
Tecniche di laboratorio biomedico
Tecniche di radiologia medica, per immagini e radioterapia
Dott. Valerio Muzzioli
Università degli Studi di Ferrara
Edificio "Il Cubo" area ospedaliera, via Fossato di Mortara 70, 44121 Ferrara
tel +39 0532 455792; cell. +39 338 7213109
e-mail: [email protected] - web site: http://docente.unife.it/valerio.muzzioli
Programma del corso e libro di testo (file da scaricare in formato PDF)
Argomenti del corso:
- Concetti di base dell'informatica
- Uso del computer e gestione dei file
- Fogli elettronici
- Reti di computer
- Database
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Concetti di base dell'informatica
Argomenti trattati:
Struttura, funzioni e tipologia di un computer
Elaborazione digitale e codici di rappresentazione dell’informazione
Componenti Hardware, Periferiche e connnessione
Software: definizione e categorie; funzioni e tipologia di un Sistema Operativo
Software applicativi
Interfacce per la comunicazione con il PC; concetti di base di grafica al PC
File: definizione, tipi, assegnazione del nome
Memorizzare dati: supporti e metodologie per la memorizzazione dei dati
La gestione dei file nei supporti di memorizzazione
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CONCETTI DI BASE
INFORMATICA, DATI ed INFORMAZIONE
Informatica: scienza che si occupa della rappesentazione della elaborazione della informazione con metodi automatici.
Terminato il processo di elaborazione delle informazioni, queste vengono anche immagazinate trasmesse (diffuse in modo
esteso)
INFORMAZIONE + AUTOMAZIONE = INFORMATICA
DATI
raccolta di numeri o lettere (stringa alfanumerica) che descrive misure ottenute da un sistema reale. Un dato è una descrizione
elementare, codificata, di una cosa, di una transazione, di un avvenimento o di altro. Ogni dato viene classificato in basel al
TIPO e al FORMATO. Ogni linguaggio di programmazione è in grado gestire dati di varia tipologia e formato, creare
nuovi tipi di dato e definire le operazioni che possono essere effettuate sui dati.
Tipo di dato: definisce l'insieme di valori che la variabile, o il risultato di un'espressione, può assumere e le operazioni che
possono essere effettuate su tali valori.
DATI SEMPLICI: numeri, lettere, date
DATI COMPLESSI: immagini, suoni, filmati, grafici..
Esempio: dire che la variabile X è di tipo "numero intero" significa che X può assumere come valori solo numeri interi (magari
appartenenti ad un certo intervallo) e che su tali valori sono ammesse solo certe operazioni (ad esempio le operazioni
aritmetiche elementari).
Formato del dato: definisce come un determinato tipo di dato deve essere rappresentato nell'ambito delle operazioni di
acquisizione, elaborazione e produzione dei risultati.
Esempio: impostare per la variabile Xun formato numerico con 2 decimali, significa che X verrà rappresentata nel formato
******,**.
Definire Y come una variabile di tipo data, vorrà dire che il suo formato di rappresentazione potrà essere del tipo gg/mm/aaaa,
oppure gg/mm/aa (15/11/1973 oppure 15/11/73). Cambia il formato di rappresentazione ma non il valore della variabile
ELABORAZIONE DATI: qualsiasi procedimento informatico che comporta la produzioni di nuovi dati, a partire da dati
precedentemente acquisiti.
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INFORMAZIONE: notizia, dato o elemento che consente di avere conoscenza più o meno esatta di fatti, situazioni,
modi di essere, diminuendo l’incertezza.
Risposta, dotata di significato, ad una determinata domanda. E' il contesto in cui i dati sono raccolti, la loro codifica in forma
intelligibile ed in definitiva il significato attribuito a tali dati (interpretazione di un dato).
COMPUTER
Macchina elettronica per il calcolo capace di accettare e immagazzinare dati in una forma stabilita, di elaborarli, e di fornire
quindi i risultati dell'elaborazione sotto forma o di dati alfanumerici o di segnali per il governo automatico di altre macchine o
processi. Un computer può essere definito un ELABORATORE ELETTRONICO DIGITALE.
Elaboratore in quanto macchina in grado di rappresentare ed elaborare i dati in base ad una serie di istruzioni
(PROGRAMMI) formulate in maniera tale da essere eseguite in sequenza ed automaticamente.
Elettronico poiché costituito da componenti elettronici (circuiti integrati)
Digitale poiché il computer è in grado di elaborare informazioni sole se queste sono rappresentate mediante i due simboli
della numerazioni binaria: 0 e 1. Usate in combinazioni diverse consentono di rappresentare tutti i dati,
indipendentemente dal loro formato (testo, numeri, suoni, immagini).
Componenti di base di un SISTEMA DI ELABORAZIONE:
- HARDWARE: insieme delle componenti meccaniche, elettroniche ed elettriche del computer e dell'intero sistema di
elaborazione (circuiti elettronici, schede elettriche, parti meccaniche)
- SOFTWARE: programmi per il funzionamento ed il controllo del sistema (software operativo), programmi eseguibili (software
applicativo)
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FUNZIONE BASE DEL COMPUTER: ELABORAZIONE
Funzione del computer: elaborare dati forniti dall'utente sotto forma di dati numerici binari, seguendo 3 passi
fondamentali.
[1] Input
Ricezione dei DATI
Ricezione dei comandi
Acquisizione tramite "Periferiche
di Input"
[2] Elaborazione
Trasformazione dei dati da
"grezzi" ad "elaborati"
[3] Output
Produzione
di
risultati
(nuovi
DATI non INFORMAZIONI)
Memorizzazione dei dati
Comunicazione dei dati tramite
"Periferiche di Output"
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ELABORAZIONE DELL'INFORMAZIONE: ALGORITMO
A partire da DATI DI INPUT vengono prodotti DATI DI OUTPUT,cioè dati elaborati, attraverso l'esecuzione di un insieme di
ISTRUZIONI (fornite assieme ai dati di input) con lo scopo di risolve un problema.
Esempio
Problema: calcolare l'area di un triangolo a partire dalla lunghezza dei tre lati.
Dati di ingresso: tre numeri che rappresentano i tre lati. (A, B, C)
Dati di uscita: un solo numero che rappresenta l'area del triangolo.
Istruzione: formula Erone
1. dati i 3 lati calcolo il Perimetro P= A+B+C
2. dato il perimetro calcolo il Semiperimetro SP=P/2
3. Area Triangolo = RAD.QUAD [SP(SP-A)(SP-B)(SP-C)]
il processo sopra descritto prende il nome di ALGORITMO, ovvero è un procedimento che risolve un determinato
problema attraverso un numero finito di passi.
Proprietà fondamentali degli algoritmi
Dalla precedente definizione si evincono alcune proprietà caratteristiche degli algoritmi, che essi devono possedere per essere
definiti come tali:
ATOMICITA':i passi costituenti devono essere "elementari", ovvero non ulteriormente scomponibili;
NON AMBIGUITA':i passi costituenti devono essere interpretabili in modo diretto e univoco dall'esecutore, sia esso umano
o artificiale;
FINITEZZA: l'algoritmo deve essere composto da un numero finito di passi e richiedere una quantità finita di dati in
ingresso;
TERMINAZIONE: l'esecuzione deve avere termine dopo un tempo finito;
EFFETTIVITA': l'esecuzione deve portare a un risultato univoco;
DETERMINISMO: a ogni passo, il successivo deve essere uno e uno solo, ben determinato
Esempio:
"rompere le uova" può essere considerato un passo elementare di un "algoritmo di cucina" (ricetta), e potrebbe
esserlo anche "aggiungere 1 gr di sale";
"preparare il caffè" non può considerarsi legittimo perché ulteriormente scomponibile in sotto-operazioni (accendere il
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fuoco, regolare la fiamma, mettere l'acqua nella caffettiera, metterè il caffè...ecc.) e anche perché contenente ambiguità
(quanto caffè?)
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TIPI DI COMPUTER
I PC (personal computer) costituiscono una categoria di calcolatori, ma ne esistono altre. I personal computer si suddividono in 2
tipologie: i PC fissi (DESKTOP) e i PC portatili (NOTEBOOK e NETBOOK).
Notebook: un computer portatile dotato di display, tastiera e alimentazione a batteria, tutto integrato nello stesso telaio e
caratterizzato da dimensioni e peso ridotti in modo da permetterne un facile trasporto ed un uso in mobilità.
Netbook: definisce alcuni particolari computer portatili destinati soprattutto alla navigazione in Internet e videoscrittura e pensati
soprattutto per un pubblico non professionale.
PC Desktop
Notebook - PC portatile
MAINFRAME: computer molto sofisticati e costosi con
grande potenza di calcolo e dimensioni. Sono utilizzati da molti
utenti contemporaneamente (MULTIUTENZA) e sono in grado
di svolgere più compiti (MULTITASKING)
PDA: personal digital assistant
.
TERMINALI: è un dispositivo elettronico o elettromeccanico che viene usato per inserire dati all'interno di un computer o di un
sistema di elaborazione e riceverli per la visualizzazionepostazioni di lavoro tramite le quali è possibile recuperare informazioni da
una unità centrale (Mainframe).
Un terminale non ha nessuna capacità di elaborazione dati , pertanto viene definito "computer stupido". Esempio il
BANCOMAT.
TIPO DI COMPUTER
CAPACITA'
UTILIZZO
COSTO
Server/ Mainframe
Altissime
Aziendale
Altissimo (acquisto/manutenzione)
Workstation
Alte
Aziendale/personale
Medio/alto
PC (desktop)
Medio/alte
Aziendale/personale
Medio
PC (portatile)
Medio/alte
Aziendale/personale
Medio
Palmari/PDA
Medie
Aziendale/personale
Medio
Terminali
Basse
Aziendale
Bassi
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SEGNALE E CODIFICA DEI DATI
Si definisce SEGNALE una funzione che misura nel tempo, il
valore assunto/rilevato di una certa grandezza fisica.
In riferimento al tempo si definisce:
segnale a tempo continuo: l'asse dei tempi può
assumere un qualsiasi valore reale e il il valore della
grandezza può essere misurato in qualsiasi istante. un
segnale continuo non è funzione di una variabile discreta;
segnale a tempo discreto: l'asse dei tempi assume solo
valori discreti (serie di tempi scelti nel dominio dei numeri
interi), ad esempio 1, 2, 3.... Un segnale discreto non è
funzione di una variabile continua
La quantità di informazione trasportata da un segnale continuo di
una certa durata è maggiore rispetto a quella trasportata da un
segnale discreto di uguale durata.
Si definisce SEGNALE ANALOGICO un segnale che può assumere
infiniti valori nel campo di variabilità del segnale stesso (a) .
E' paragonabile ad una onda in grado di trasmettere un ampio
spettro di informazioni. Le grandezze (informazioni) variano con
continuità nel tempo dando la possibilità di misurare più valori.
ll corpo umano è in grado di percepire segnali analogici ovvero
segnali che variano gradatamente e con continuità nel tempo
(dolore, calore, ecc.): infatti noi non percepiamo soltanto i punti
massimi e minini delle onde, ma anche i punti intermedi.
Si definisce SEGNALE DIGITALE (b) un segnale discreto che può
assumere soltanto valori appartenenti ad un insieme discreto (b)
Un caso particolare si ha quando i valori possibili sono due: in tal
caso si parla di segnale digitale binario (c).
Il segnale può assumere solo 2 stati (acceso/spento) e viene
utilizzato in relazione ad una grandezza che varia fra un insieme
finito di possibili stati in maniera discreta (cioè dove ogni stato
è ben distinti dagli altri)
Si deve osservare che quasi sempre i destinatari di un sistema di comunicazione sono esseri umani, la cui capacità di
acquisire conoscenza è basata principalmente sui sensi della vista e dell’udito; per tale motivo, la maggior parte dei
sistemi di telecomunicazione è destinato alla trasmissione di immagini fisse o in movimento e suoni, classificate con il generico
termine di dati.
I dispositivi atti a trasformare i diversi tipi di informazione dalla forma fisica originaria a quella elettrica, e viceversa, sono
denominati trasduttori; la relativa operazione è definita trasduzione.
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L' ELABORAZIONE DIGITALE dei dati consiste nel gestire e rappresentare i dati stessi (numeri, testo, suoni,
immagini) tramite cifre binarie in modo che possono essere elaborate da un computer.
Nella elaborazione digitale, le informazioni vengono rappresentate in FORMA DIGITALE utilizzando i simboli 0 e 1,
ovvero i simboli di un sistema algebrico noto come SISTEMA BINARIO. Pertanto è necessario CONVERTIRE il dato dal
suo formato a quello digitale prima di elaborarlo.
Informazione audiovisiva
Le grandezze fisiche che determinano il contenuto di una immagine corrispondono alla intensità e colore
della luce emessa da ciascun punto dell’immagine (fig. 2.4a); se tali caratteristiche sono variabili nel tempo, ne
risulta un’immagine in movimento (fig. 2.4b). La grandezza fisica associata ad un suono consiste invece nella variazione nel
tempo, rispetto al valore a riposo, della pressione presente in un mezzo elastico (fig. 2.4c). Poiché le grandezze fisiche
associate ad immagini e suoni possono variare con continuità entro il loro campo di definizione, l’informazione
audiovisiva ha una natura originaria di tipo analogico.
Per trasmettere a distanza un’immagine fissa, risulta necessario utilizzare un opportuno dispositivo che,
mediante una scansione, ne trasformi il contenuto in un segnale elettrico variabile nel tempo (fig. 2.4a1); analogamente
un’immagine in movimento deve essere trasformata, ad es. mediante una videocamera, in un segnale video variabile nel tempo,
che rappresenti una sequenza di immagini (quadri) distanziate da un piccolo intervallo temporale (fig. 2.4b). Nel caso di un suono
la trasduzione è più semplice, poiché è sufficiente produrre, mediante un microfono, un segnale audio avente lo stesso
andamento di quello acustico (fig. 2.4c). Mediante i segnali elettrici rappresentati in fig. 2.4, le informazioni audiovisive possono
essere trasmesse ad un ricevitore remoto, dove solitamente sono riportate nella forma originaria da opportuni trasduttori
inversi (fig. 2.5).
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Dati
La generica categoria dei dati include qualsiasi messaggio definito da una sequenza di simboli, il cui insieme di appartenenza,
numericamente limitato, è denominato alfabeto o codice.
L’alfabeto utilizzato può essere più o meno ampio, e dipende dal tipo di informazione e dal metodo di codifica,
come esemplificato in tab. 2.1.
Un certo dato può essere rappresentato fisicamente nelle forme più diverse:
se memorizzato su un supporto ( carta, microfilm,supporto magneto-ottico) , rappresenta un’informazione che non
varia nel tempo.
se va comunicato a distanza, è necessario rappresentare il dato da trasferire mediante un segnale elettrico variabile nel
tempo; il modo più semplice di realizzare tale operazione consiste nell’associare un certo valore di tensione a ogni
simbolo dell’alfabeto. Poiché l’insieme dei simboli è limitato, il dato è rappresentato mediante un segnale digitale, la
cui trasmissione realizza il trasferimento del dato stesso.
Sebbene sia plausibile rappresentare e trasmettere un dato a N simboli mediante un segnale a N livelli, tale metodo è
operativamente inapplicabile, in quanto manca di universalità (diversi dati hanno alfabeti con diverso numero di simboli), e
implicherebbe, ove il numero di simboli fosse molto alto, complessità circuitali inaccettabili e ridotta distanza tra i livelli con
conseguente difficoltà di riconoscimento da parte del ricevitore.
In un SISTEMA BINARIO vengono utilizzati solo 2 simboli per definire il valore di una informazione: i simboli 0 e 1
rappresentano l'unità di informazione poiché definiscono una risposta priva di ambiguità, cioè uno stato ben definito, (Si/No,
Vero/Falso) a qualsiasi interrogazione.
Esempi: l'accensione / spegnimento di una lampada, l'estrazione di una pallina bianca o nera da un'urna, la presenza o assenza di
un foro su un nastro perforato sono esempi di realizzazione tecnica di un sistema binario.
Con il termine "BIT" si definisce la più piccola unità di informazione rappresentabile che può assumere soltanto due
valori: 0 oppure 1.
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Accodando 8 bit si costruisce 1 BYTE
.
Per tale motivo, la trasmissione a distanza di un dato in forma elettrica si basa sulla codifica binaria, che, nella modalità
più semplice, avviene mediante la seguente procedura:
viene determinato un numero n di bit da associare a ciascun simbolo, salvaguardando che il numero delle possibili
combinazioni 2n sia maggiore o uguale a quello dei simboli dell’alfabeto;
a ogni simbolo dell’alfabeto viene associata una sequenza di cifre binarie (fig. 2.8a), in modo tale da codificare
l’intero messaggio con una serie di bit (fig. 2.8b);
la sequenza di bit ottenuta viene rappresentata mediante un segnale digitale binario discontinuo nel tempo
(fig. 2.8c), la cui trasmissione realizza il trasferimento del dato.
Tale metodo rende i sistemi di trasmissione dati universali, poiché qualsiasi tipo di dato viene codificato in forma binaria; oltre a
ciò, assicura la minore complessità circuitale possibile e la massima affidabilità, dato che i dispositivi si trovano ad operare con il
più semplice segnale digitale esistente, e cioè quello a due livelli.
Quanti e quali sono i possibli valori che un 1 byte può assumere?
se 2 sono i possibili stati (0,1) che un bit può assumere e 8 sono bit che vanno a comporre un byte, allora 2^8= 256 sono le
possibili combinazioni (valori) che un byte può assumere
Unità di misura dell'informazione: Bit, Byte e multipli
1
1
1
1
1
1
bit = unità minima di informazione (vale 0 oppure 1)
byte= 8 bit
Kilobyte (KB) = 1024 byte
Megabyte (MB) = 1024 Kilobyte (circa 1 milione di byte)
Gigabyte (GB) = 1024 Megabyte (circa 1 miliardo di byte)
Terabyte (TB) = 1024 Gigabyte (circa mille miliardi di byte)
La maggior parte dei computer usa pacchetti di 8 bit, ovvero un byte, per rappresentare un simbolo alfanumerico,
cioè un carattere (lettera, numero, simbolo).
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ATTENZIONE!!! - Quale è la differenza tra Mb e MB??
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I CODICI DI RAPPRESENTAZIONE DEI CARATTERI
Gli elaboratori sono costituiti fondamentalmente da un insieme di circuiti elettronici digitali: pertanto al loro interno sono soltanto
due i possibili stati: acceso (c'è corrente) o spento (non c'è corrente).
Sono quindi ammissibili solo due valori, convenzionalmente fissati in 0 e 1, detti BIT : il passaggio di corrente è
contraddistinto dal numero 1, mentre l'assenza di corrente è rappresentata con lo 0.
Affinchè ci sia comunicazione tra il "LINGUAGGIO UMANO" (costuitito da lettere, numeri e simboli) e il "LINGUAGGIO
MACCHINA" (costuito da 2 simboli, 0 e 1), si rende necessaria una CONVERSIONE DI LINGUAGGIO che implica una
TRADUZIONE DEI SIMBOLI.
Mediante combinazioni di vari bit è possibile rappresentare, l'insieme di lettere, dei numeri e dei simboli normalmente
utilizzati dall'uomo: per soddisfare tutte le esigenze di rappresentazione si è scelto di utilizzare 8 bit (ovvero 1 Byte)
per l'identificazione di un carattere, in modo da disporre di 2^8 = 256 combinazioni.
Per esempio la lettera A può essere rappresentata come 00000001; la lettera B come 00000010; la lettera C come 00000100
e così via, fino a codificare tutti i possibili caratteri.
Con un gruppo di 8 bit, cioè 1 Byte, si ottiene la rappresentazione binaria di un carattere.
Quando si digita un carattere sulla tastiera, il computer converte quel carattere in una sequenza di bit che utilizzerà per tutta la
durata della elaborazione.
Al termine di questa operazione, le sequenza di bit verrà riconvertita in un carattere interpretabile dall'uomo.
CONVERSIONE DEI NUMERI IN BYTE
CONVERSIONE DEI CARATTERI IN BYTE
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).
In realtà lo standard ASCII copre solo i primi 128 byte (da 00000000 a 01111111), i successivi byte fino al 256° costituiscono la
tabella ASCII estesa che presenta varie versioni a carattere nazionale.
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CONVERSIONE NUMERICA
DA BASE 10 A BASE
La conversione di un numero da base 10 a base 2 si ottiene dividendo il numero per 2 fino ad ottenere un quoziente inferiore a
2; si registrano i resti delle divisioni e l'ultimo quoziente; il numero viene rappresentato scrivendo l'ultimo quoziente e riportando,
a ritroso, i resti delle divisioni.
Questa procedura puo essere utilizzata per convertire qualsiasi numero dato in base 10, in altra base: il divisore sarà il numero
utilizzato per quella determinata base.
Supponiamo di avere un numero decimale per esempio il 845 e vogliamo trasformarlo nel sistema binario.
Applichiamo il metodo delle divisioni successive:
Se mettiamo in ordine i resti ottenuti partendo dall'ultimo e mettendolo come primo a sinistra, otteniamo: 1101001101 che è un
numero binario che è uguale a 845 in decimale.
DA BASE 2 A BASE 10
La conversione di un numero da base 2 a base 10 si ottiene moltiplicando ogni cifra, partendo dall'ultima a destra, per la potenza
di 2 che gli corrisponde (all'ultima cifra corrisponde 2^0 cioè 1, alla penultima 2^1, alla terzultima 2^2 e così via) e sommando i
risultati.
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Altri esempi:
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COMPONENTI HARDWARE
SCHEDA MADRE (MOTHERBOARD)
Contenuta all'interno del cabinet (case) del PC, si tratta di una scheda a circuito stampato che ha il compito di collegare
meccanicamente ed elettricamente tutti i componenti che vengono connessi ad essa.
Coordina il lavoro di ogni singolo componente e permette la comunicazione tra gli stessi. Su di essa è ricavata la sede della
CPU (processore).
CPU (PROCESSORE)
Central Processing Unit è il microprocessore del computer, ovvero cuore e cervellodel PC in quanto
si occupa delle operazioni di calcolo.
Il funzionamento della CPU è scandito da un orologio di sistema che genera milioni di impulsi al
secondo.
La velocità di una CPU si misura in GHz (Gigahertz).
1 Hz = 1 ciclo al secondo --> processore ponte = elevata velocità di elaborazione.
MEMORIA ROM e RAM
Memoria ROM: è una memoria permanente (situata sulla scheda madre) e il suo contenuto non
è modificabile (cioè è una memoria di sola lettura) se non cambiando il chip elettronico.
Contiene le informazioni di base necessarie per far eseguire al computer le operazioni di avvio.
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Memoria RAM: memoria veloce e di ridotta capacità di memorizzazione
(capacità da 1 GB, a oltre 16 GB) nella quale vengono memorizzati i dati per
essere passati alla CPU, e dove la CPU memorizza i dati elaborati.
E' una memoria VOLATILE, cioè non è in grado di conservare i dati allo
spegnimento del computer.
La memoria RAM viene utilizzata come "memoria di passaggio" per le
informazioni che transitano dall'hard disk alla CPU e viceversa.
MEMORIE DI MASSA
Memoria di MASSA: memoria di grande dimensione, ma più lenta nel recuperare i dati, capace di memorizzare grandi
quantità di dati in maniera permanente.
Hard disk, CdRom, DVD, nastri magnetici sono esempi di memoria di massa.
Occorre distinguere tra:
- DISPOSITIVO DI MEMORIZZAZIONE
- SUPPORTO DI MEMORIZZAZIONE
ogni supporto si differenzia dagli altri per:
CAPACITA' DI MEMORIZZAZIONE
VELOCITA' DI ACCESSO AI DATI (milli o nano secondi)
MODALITA' DI ACCESSO AI DATI (sequenziale o casuale)
HARD DISK
Un disco rigido, anche chiamato disco fisso o hard disk drive (HDD) è un dispositivo di memoria di massa che utilizza uno o più
dischi magnetici per l'archiviazione dei dati.
E' costituito da uno o più piatti in rapida rotazione, realizzati in alluminio o vetro, rivestiti di materiale ferromagnetico e da due
testine per ogni disco (una per lato), le quali, durante il funzionamento "volano" alla distanza di poche decine di nanometri dalla
superficie del disco leggendo e scrivendo i dati. La testina è tenuta sollevata dall'aria mossa dalla rotazione stessa dei dischi .
I valori standard di rotazione sono 5.400, 7.200, 10.000 e 15.000 giri al minuto.
Struttura interna di un HDD
La testina di un HDD
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La capacità di memorizzazione, che definisce la quantità di informazioni che il supporto di memorizzazione è in grado di
memorizzare, si esprime in multipli di Byte: MegaByte e/o GigaByte:
CdROM: 650 o 700 MB
DVD: 4,7 - 5,2 GB
Hard disk: fino a 4 TB
Nastro: fino a 6.52 TB
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PERIFERICHE E CONNESSIONI
Una periferica è un dispositivo hardware collegato al computer (talvolta controllato da un proprio microprocessore), le cui
funzioni sono controllate dal sistema operativo attraverso i relativi driver.
La prima volta che si collega una periferica al PC, bisogna in generale seguire alcuni passi per l'installazione, magari utilizzando il
CD di installazione in dotazione contenente i driver della periferica.
Le periferiche con collegamento USB sono le uniche che non richiedono un CD di installazione.
Periferiche INTERNE ed ESTERNE: le periferiche interne sono quelle presenti all'interno del PC agganciate direttamente alla
scheda madre (scheda video, audio, di rete) o connesse con un cavo (hard disk, CD, DVD); le periferiche esterne si trovano al di
fuori del PC (mouse, tastiera, ecc) e sono connesse a questo tramite un cavo o altro tipo connessione wireless.
DRIVER: un driver è l'insieme di procedure, che permette ad un sistema operativo di pilotare un dispositivo hardware
senza sapere come esso funzioni, ma dialogandoci attraverso un'interfaccia standard, gestendo opportuni i registri del
controllore della periferica.
In questo modo hardware diverso costruito da produttori diversi può essere utilizzato in modo intercambiabile.
Ne consegue che un driver è specifico sia dal punto di vista dell'hardware che pilota, sia dal punto di vista del sistema
operativo per cui è scritto. Non è possibile utilizzare driver scritti per un sistema operativo su uno differente, perché l'interfaccia
è generalmente diversa.
Il driver è scritto solitamente dal produttore del dispositivo hardware, dato che è necessaria un'approfondita conoscenza
dell'hardware per poter scrivere un driver funzionante. A volte, i driver vengono scritti da terze parti sulla base della
documentazione tecnica rilasciata dal produttore, se questa è disponibile.
PERIFERICHE DI INPUT :
PERIFERICHE DI OUTPUT:
Tastiere
Mouse
Trackball
Lettore di codici a barre
Scanner
Monitor
Stampanti
Videoproiettori
Plotter
PERIFERICHE di INPUT/OUTPUT (I/O)
periferiche di INPUT: dispositivi che consentono l'immissione di dati
periferiche di OUTPT: dispositivi usati dal PC per mostrare i dati
periferiche di INPUT/OUTPUT: dispositi che hanno una doppia funzionalità (Hard disk, scheda audio, MODEM, chiavette
USB, ecc).
CONNESSIONI DELLE PERIFERICHE AL PC
Porta seriale
Porta parallela
Le porte seriali (porte asincrone o RS232) sono in grado di Le porte parallele (dette anche LPT) vengono usate per il
iniviare un bit alla volta; pertanto la comunicazione è lenta.
collegamento delle stampanti in quanto sono in grado di inviare
una maggiore quantità di informazione, trasmettendo infatti 8
Usate un tempo per la connessione dei modem e dei mouse.
bit alla volta.
La porta parallela è ormai considerata obsoleta: si preferiscono
altri standard di comunicazione come l'USB (seriale e quindi di
minore ingombro, più veloce e multifunzione).
Porta USB
L'Universal Serial Bus (USB) è uno standard di comunicazione seriale che consente di collegare diverse periferiche ad un
computer. È stato progettato per consentire a più periferiche di essere connesse usando una sola interfaccia standardizzata ed
un solo tipo di connettore, e per migliorare la funzionalità plug-and-play consentendo di collegare/scollegare i dispositivi senza
dover riavviare il computer (hot swap).
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Il sistema USB consiste in un singolo gestore e molte periferiche collegate da una struttura ad albero attraverso dei dispositivi
chiamati hub (concentratori), supportando fino a 127 periferiche per gestore.
La lunghezza massima che può avere il cavo, senza che il segnale diventi troppo debole, è pari a 5 m.
USB può collegare periferiche quali mouse, tastiere, memoria di massa a stato solido e a disco rigido, scanner d'immagini,
macchine fotografiche digitali, stampanti, casse acustiche, microfoni e altro ancora. Per i componenti multimediali ormai lo
standard USB è il metodo di collegamento più utilizzato mentre nelle stampanti sopravvivono ancora molti modelli dotati anche di
porta parallela per questioni di compatibilità.
Velocità di trasferimento (prestazioni teoriche)
USB 1.0: 1,5 Mbit/s, (0,1875 MB/s) - velocità adeguata per mouse, tastiere e dispositivi lenti.
USB 1.1: 12 Mbit/s, (1,5 MB/s)
USB 2.0: 480 Mbit/s, (60 MB/s)
USB 3.0: 4,8 Gbit/s, (600 MB/s)
USB 3.1: 10 Gbit/s, (1,26 GB/s)
Bluetooth
Bluetooth è una specifica industriale per reti personali senza fili: fornisce un metodo standard, economico e sicuro per scambiare
informazioni tra dispositivi diversi attraverso una frequenza radio sicura (frequenze libere di 2,45 Ghz) a corto raggio
(da 1 a 100 metri).
Bluetooth cerca i dispositivi entro un raggio di qualche decina di metri, tali dispositivi sono coperti dal segnale e li mette in
comunicazione tra di loro. Questi dispositivi possono essere ad esempio palmari, telefoni cellulari, personal computer, portatili,
stampanti, fotocamere digitali, console per videogiochi.
Velocità
Versione
Versione
Versione
di trasmissione
1.1 e 1.2 del Bluetooth gestisce velocità di trasferimento fino a 723,1 kbit/s.
2.0 gestisce una modalità ad alta velocità che consente fino a 3 Mbit/s.
3.0 gestisce una modalità ad alta velocità che consente fino a 24 Mbit/s.
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SOFTWARE: DEFINIZIONE E CATEGORIE
ll termine SOFTWARE (soft=morbido, ware=oggetto) indica un programma o un insieme di programma in grado di far
funzionare un computer, intenso come componente hardware.
I software possono essere classificati secondo diverse caratteristiche:
funzionalità (video scrittura, foglio elettronico, database, browser ecc)
grado di apertura (open source o commerciale)
tipo di sistema operativo (i software possono girare su Linux, MacOs, Unix o WIndows)
I software possono essere divisi in quattro categorie principali:
Software operativo o di sistema (comprende Sistemi operativi, Compilatori, Librerie)
Driver
Firmware (cioè i software contenuti direttamente nell'hardware e che ne regolano le funzioni interne)
Software o Programmi applicativi (cioè tutti quei software che vengono utilizzati per il lavoro quotidiano: dai
programmi per l'ufficio, ai videogiochi).
Le categorie del software
Software operativo (sistema operativo): racchiude tutte le informazioni necessarie per il funzionamento del computer e
gestisce tutte le funzioni di base del computer stesso.
E' costituito da un insieme di programmi che consentono la gestione e l'utilizzo di tutte le risorse del computer da parte
dell'utente finale.
Senza il sistema operativo, la componente hardware sarebbe del tutto inutilizzata poichè viene a mancare "l'addetto al
funzionamento".
Su un computer possono essere installati più sistemi operativi, ma ne può funzionare soltanto uno alla volta.
Software applicativo (programma applicativo): insieme di applicazioni create dall'uomo che permettono di svolgere un ben
determinato compito. La loro funzione principale è quella di elaborare dati forniti dall'utente.
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FUNZIONE DEL SISTEMA OPERATIVO
Struttura a STRATI del computer
Il Sistema Operativo si interpone tra la componente hardware e il software applicativo
COMPITI DEL SISTEMA OPERATIVO:
Avvio del sistema
Gestione dei processi (elaborazione dati e CPU)
Gestione della memoria centrale (RAM)
Gestione del multitasking e della multiutenza (gestione degli utenti e dei compiti richiesti)
Gestione del file system
Gestione del sistema di Input/Output (I/O)
Gestione della memoria secondaria (dischi)
Gestione del networking
Interprete dei comandi e g estione delle applicazioni
Gestione della sicurezza del sistema e delle informazioni (operazioni di backup, crittografia dei dati)
Applicazioni:
software applicativi
utente (persona fisica)
utente (altro computer)
Dal punto di vista UTENTE, il S.O. fornisce servizi per:
l'esecuzione di programmi
la manipolazione del file system
la gestione dei dispositivi di I/O)
la comunicazioni tra processi
il rilevamento di errori
Dal punto di vista del SISTEMA DI ELABORAZIONE, il
S.O. gestisce risorse:
CPU
memoria centrale e secondaria
file system
sistema di I/O
networking
hardware di protezione
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STRUTTURA E TIPI DI SISTEMI OPERATIVI
STRUTTURA DI UN SISTEMA OPERATIVO
Un generico sistema operativo moderno si compone di alcune parti standard ben definite:
Il kernel: il kernel fornisce le funzionalità di base per tutte le altre componenti del sistema operativo, che assolvono le
loro funzioni servendosi dei servizi che esso offre.
Il gestore di file system: si occupa di esaudire le richieste di accesso alle memorie di massa. Viene utilizzato ogni
volta che si accede a un file su disco, e oltre a fornire i dati richiesti tiene traccia dei file aperti, dei permessi di accesso ai
file. Inoltre si occupa anche e soprattutto dell'astrazione logica dei dati memorizzati sul computer (directory, ecc).
Un gestore di memoria virtuale, che assegna la memoria RAM richiesta dai programmi e dal sistema operativo
stesso, salva sulla memoria di massa le zone di memoria temporaneamente non usate dai programmi (swap) e
garantisce che i dati swappati vengano riportati in memoria se richieste.
Uno scheduler che scandisce il tempo di esecuzione dei vari processi e assicura che ciascuno di essi venga eseguito
per il tempo richiesto. Lo scheduler gestisce anche lo stato dei processi e può sospenderne l'esecuzione nel caso questi
siano in attesa senza fare nulla.
Uno spooler che riceve dai programmi i dati da stampare e li stampa in successione, permettendo ai programmi di
proseguire senza dover attendere la fine del processo di stampa.
Una interfaccia utente (shell o GUI) che permette agli esseri umani di interagire con la macchina.
SISTEMI MULTITASK
Durante la fase di elaborazione si presentano spesso "tempi morti" della CPU, durante i quali questa resta in attesa di che si
verifichi un evento (attesa di lettura/scrittura dati su disco o in memoria, ricezione di un comando utente, ecc.) Si può quindi
usare questi tempi "morti" per far eseguire un altro programma. Questo fanno i sistemi operativi multitasking, cioè dotati di
uno scheduler che manda in esecuzione più processi (esecuzioni di programmi), assegnando a turno la CPU a ognuno e
sospendendo l'esecuzione dei programmi in attesa di un evento esterno finché questo non si verifica.
Dovendo ospitare in memoria centrale più programmi nello stesso tempo, i sistemi multitask hanno bisogno di più memoria
rispetto a quelli monotask: perciò questo tipo di sistemi operativi è quasi sempre dotato di un gestore di memoria virtuale.
Inoltre, con più programmi simultaneamente attivi, il controllo delle risorse hardware diventa una reale necessità e non è più
possibile farne a meno.
SISTEMI MULTIUTENTE
Se un computer può far girare più programmi contemporaneamente, allora può anche accettare comandi da più utenti
contemporaneamente: in effetti dal multitasking alla multiutenza il passo è molto breve, ma fa sorgere una serie di nuovi
problemi dal punto di vista della sicurezza del sistema: come distinguere i vari utenti tra loro, come accertarsi che nessun utente
possa causare danni agli altri o alla macchina che sta usando .
Questi problemi si risolvono assegnando un account univoco per ogni utente, assegnando un proprietario ai file ed ai programmi e
gestendo un sistema di permessi per l'accesso ad essi, e prevedendo una gerarchia di utenti (cioè di account) per cui il sistema
rifiuterà tutti i comandi potenzialmente "pericolosi" e li accetterà soltanto se impartiti da un utente in cima alla gerarchia, che è
l'amministratore del sistema (generalmente l'account root nei sistemi Unix, Administrator nei sistemi Windows).
Ambiente Microsoft
MS-DOS
Windows 3.1
Altri sistemi operativi
Apple Macintosh
UNIX/Linux (varie distribuzioni)
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Windows
Windows
Windows
Windows
Windows
Windows
Windows
Windows
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ME
NT
2000
Vista
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INTERFACCIA UTENTE TESTUALE
INTERFACCIA UTENTE GRAFICA
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SOFTWARE APPLICATIVI
Il software applicativo nasce per svolgere un determinato compito e NON si occupa della gestione delle risorse del
computer (periferiche comprese), ma inoltra ogni sua richiesta al Sistema Operativo che la accoglie e la gestisce. (es.
stampa di una pagina).
Di fatto, se su un computer ci fosse installato solo il sistema operativo, questo funzionerebbe perfettamente ma l'utente non
sarebbe in grado di farci nulla.
Indicativamente potremmo dividere i software applicativi in 5 categorie:
- Utilità di Sistema: programmi che servono per migliorare la gestione e la sicurezza della macchina, come ad esempio gli
antivirus, programmi per l'ottimizzazione delle risorse, per il controllo dello stato del sistema, la ripulitura dell'hard disk, ecc.
- Office Automation: programmi di ausilio nei normali lavori d'ufficio, quali creazione e elaborazione di testi (word processor),
gestione di basi di dati (database), fogli di calcolo, posta elettronica, navigazione in Internet, ecc.
- Applicazioni aziendali: programmi creati per le necessità specifiche delle aziende, ad esempio i programmi per la fatturazione
o per la gestione del personale, dei magazzini, dei macchinari industriali. Spesso si tratta di programmi creati ad hoc da aziende di
produzione software.
- Strumenti di sviluppo: programmi per la creazione di oggetti multimediali (pagine Web, animazioni e CD interattivi),
elaborazione audio/video/immagini, programmi che servono per la creazione di nuovi applicativi (authoring tools).
- Giochi e svago: giochi, emulatori, lettori audio e video.
Tipologie di software applicativi:
Elaborazione di testo (Microsoft Word, Latex, Page Maker, Xpress, ...)
Fogli elettronici (Excel, Lotus, ...)
Elaboratori di presentazioni (PowerPoint,...)
Gestori di DataBase (Access, FileMaker, Oracle, ...)
Navigatori Internet - Browser (Internet Explorer, Netscape Navigator, Opera, Morzilla,....)
Gestori di Posta Elettronica (Outlook, Eudora, Pegasus,...)
Software di fotoritocco (Photoshop, Paint Shop, Corel Draw,...)
....
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COMUNICARE CON IL PC
La comunicazione tra uomo e computer avviene tramite una INTERFACCIA UTENTE.
Interfaccia = superficie tra due spazi di cui ne costituisce la connessione
Tipi di interfaccia: TESTUALE e GRAFICA
INTERFACCIA TESTUALE
INTERFACCIA A MENU E SOTTOMENU
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FINESTRA DI DIALOGO
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LA GRAFICA AL PC
Lo sviluppo di applicazioni multimediali sempre più sofisticate, hanno fatto si che la scheda grafica del PC sia diventata uno dei
componenti fondamentali del sistema; le attuali schede video sono dotate di una propria memoria ROM e RAM, ed anche
di un proprio video chip (processore) per l'elaborazione delle informazioni.
La scheda video riceve informazioni su ciò che deve essere visualizzato dalla CPU, elabora le informazioni attraverso il proprio
video chip e la propria memoria RAM, trasforma le informazioni elaborate in segnali da inviare al monitor, che visualizzerà poi le
immagini.
Le schede video presenti nei computer sono chiamate SVGA (Super Video Grafic Array): con questa sigla si fa riferimento ad una
serie di standard grafici, che rendono possibile la visualizzazione di immagini alta risoluzione
Le immagini generate dal computer, cioè IMMAGINI DIGITALI, possono
essere definite da una tabella a 2 dimensioni di numeri interni non
negativi, ciascuno dei quali viene rappresentato all'interno di una cella di
una tabella.
Ogni cella, ovvero ogni quadratino che va a comporre l'immagine si
definisce PIXEL (picture element). Maggiore è il numero di pixel utilizzati
per ottenere l'immagine, maggiore sarà la qualità dell'immagine.
La qualità di una immagine visualizzata sul monitor o stampata su carta
è chiamata RISOLUZIONE DELL'IMMAGINE ed è definita dal numero
di punti per pollice (dpi, dots per inc).
La risoluzione di un dispositivo è determinata dal numero di pixel che
utilizza per formare l'immagine.
La risoluzione dello schermo è il numero dei pixel orizzontali e
verticali presenti o sviluppabili in uno schermo: una risoluzione di
1024x768 ad esempio indica che l'immagine sul monitor è formata da
1024 colonne e 768 righe.
Esempi di risoluzione alta, media e bassa di una
immagine
La risoluzione di una stampante è data dal numero di punti che è
in grado di stampare in un pollice: stampanti inkjet da 100 a 1200
dpi, stampanti laser da 300 a 1200 dpi, macchine tipografiche
1000-2400 dpi.
Il NUMERO DI COLORI che ogni pixel può assumere (definita "profondità di colore") dipende dal numero di bit uilizzato per
memorizzare i dati in ogni pixel (bit per pixel bpp)
Esempio: se ad ogni pixel viene assegnato 1 bit, allora il pixel potrà assumere solo 2 colori, cioè bianco o nero. Se ad ogni pixel
vengono assegnati 8 bit, cioè 1 byte, allora il pixel potrà assumere 256 colori diversi. Con 24 bit per pixel, si arriva a 16 milioni di
colori.
1 bit per pixel (2 colori) - grafica monocromatica, spesso in bianco e nero
2 bit per pixel (4 livelli di grigio) - grafica CGA
4 bit per pixel (16 colori) - grafica VGA standard a bassa risoluzione
8 bit per pixel (256 colori o livelli di grigio) - grafica VGA ad alta risoluzione, Super VGA
16 bit per pixel (65.536 colori) - grafica Super VGA
24 bit per pixel (16.777.216 colori) - modello Truecolor (immagini RGB, colori non percettibili dall'occhio umano)
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Le immagini al tratto o bitmap (1 bit) sono costituite solo da pixel bianchi e neri. Ogni pixel contiene solo 1 bit di
informazione.
Le immagini in mezza tinta o a toni di grigio (8 bit) riproducono le tonalità e le sfumature utilizzando 256 toni di
grigio. Ogni pixel contiene 8 bit di informazione.
Le immagini in scala di colore (8bit) utilizzano una riproduzione limitata a 256 colori.
Le immagini in scala di colore solitamente vengono utilizzate all'interno di ipertesti o pagine web e in generale se devono
essere visualizzate sul monitor del computer.
Le immagini RGB (24 bit) riproducono fino a 16,7 milioni di colori disposti in tre canali a 8 bit (256 colori per canale).
Le immagini CMYK (32 bit) sono memorizzate in modo tale da risultare divise in quattro colori e quindi predisposte per
le stampanti che utilizzano questa modalità.
RGB è il nome del modello con vengono definiti e creati i colori sui monitor.
Tale modello di colori si basa sui tre colori Rosso (Red), Verde (Green) e Blu (Blue), da cui
appunto il nome RGB, da non confondere con i tre colori primari: Rosso, Blu e Giallo.
Un'immagine può infatti essere scomposta, attraverso filtri o altre tecniche in questi colori
che, miscelati tra loro danno quasi tutto lo spettro dei colori visibili, con l'eccezione delle
porpore.
L'RGB è un modello additivo: unendo i tre colori con la loro intensità massima si
ottiene il bianco (tutta la luce viene riflessa). La combinazione delle coppie di colori dà
il cìano, il magenta e il giallo. Il computer comunica al monitor la giusta proporzione di luce
necessaria in modo da poter creare qualsiasi colore.
Modello RGB
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Per ogni PIXEL che forma l'immagine viene definita la quantità di colore delle tre componenti principali RGB.
Il MONITOR (già definito come periferica di output) riveste un ruolo fondamentale nella
visualizzazione dell'immagine.
- monitor CRT (Cathod Ray Tube)
- monitor LCD (Liquid Cristal Display)
La DIMENSIONE DEL MONITOR è espressa in "pollici" e definisce la lunghezza della sua
diagonale: esistono monitor da 15, 17, 19, 21, 22 pollici ed oltre.
I monitor possono adottare varie risoluzioni di immagine, in relazione alle loro caratteristiche e
alla prestazione della scheda video del PC: per un monitor da 15", la risoluzione ottimale è
800x600 pixel, per uno da 17" è 1024x768 pixel.
Un monitor LCD
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LE IMMAGINI DIGITALI
Le immagini digitali sono classificate in due categorie:
IMMAGINI BITMAP
IMMAGINI VETTORIALI
IMMAGINI BITMAP
Le immagini bitmap dette anche "immagini raster", utilizzano una griglia di punti (pixel), per
rappresentare le immagini. A ciascun pixel di un’immagine bitmap sono assegnati una posizione
specifica ed un valore di colore: tutte questi dati sono salvati nel file dell'immagine.
Ad esempio, un cerchio di tre centimetri è composto da un insieme di pixel presenti in quella
posizione, che sono colorati in modo da far apparire un cerchio. Quando si lavora con immagini
bitmap si modificano gruppi di pixel invece che oggetti o forme.
Vantaggi: elevata definizione delle gamma di colori attribuibili ad ogni pixel; questo tipo di
grafica, lavorando con i singoli pixel, consente di ottenere effetti simili a quelli della pittura e grafica
tradizionale, eccellente per dare un'illusione di transizione graduale fra i colori, il che la rende
migliore per le foto e le immagini realistiche.
I programmi di fotoritocco funzionano con immagini a punti, e i ritocchi sono possibili punto per
punto. D’altra parte l’immagine si può ingrandire solo ingrandendo la dimensione del pixel, che può
diventare visibile, fino a creare effetti sgradevoli (pixelizzazione).
Inoltre per elaborare (spostare, modificare, cancellare) una parte dell’immagine occorre
letteralmente selezionare alcuni pixel e spostarli, indipendentemente da quello che rappresentano.
Svantaggi: questo tipo di immagini sono che occupano molto spazio, rappresentando un
numero fisso di pixel risulta che se sono ridimensionate a video o se sono stampate ad una
risoluzione superiore a quella per cui sono state create, ovvero quando si devono fare
ingrandimenti, l'immagine sfoca perdendo in qualità e formando i tipici bordi a zig zag.
IMMAGINI VETTORIALI
Gli elementi che compongono l'immagine vettoriale sono definiti mediante mediante un insieme di
primitive geometriche che definiscono punti, linee, curve e poligoni (chiamati vettori) ai quali
possono essere attribuiti colori e anche sfumature. È radicalmente diversa dalla grafica raster in
quanto nella grafica raster le immagini vengono descritte come una griglia di pixel opportunamente
colorati.
Un quadrato, per esempio, viene descritto in termini dell'area che copre, della lunghezza e dello
spessore delle sue linee, dalla sua posizione e cosi via. Un file così strutturato occupa ovviamente
molto meno spazio rispetto ad un file in formato bitmap.
L'immagine, per essere visualizzata o stampata, viene ricostruita in base alla descrizione presente
nel file.; disegnando un cerchio di tre centimetri in un programma vettoriale, il programma crea il
cerchio basandosi sulla sua forma e sulle sue dimensioni. Si può quindi spostare, ridimensionare o
cambiare il colore del cerchio senza perdere la qualità dell’immagine; possono, quindi, essere
ingrandite o deformate senza che si creino linee a zig zag.
Le immagini vettoriali sono indipendenti dalla risoluzione, non sono cioè definite da un
numero fisso di pixel e sono ridimensionate automaticamente in modo da apparire chiare
e nitide su qualsiasi periferica di output a qualsiasi risoluzione. Ne risulta che le immagini
vettoriali rappresentano la scelta migliore per i caratteri (in particolare di piccole dimensioni) e per
illustrazioni particolari quali logo, che richiedono line nitide a qualsiasi dimensione.
Vantaggi:
possibilità di esprimere i dati in una forma direttamente comprensibile ad un essere umano;
possibilità di esprimere i dati in un formato che occupi (molto) meno spazio rispetto
all'equivalente raster;
possibilità di ingrandire l'immagine arbitrariamente, senza che si verifichi una perdita di
risoluzione dell'immagine stessa.
Svantaggio: le immagini vettoriali sebbene siano eccellenti per le riproduzione a colori, non sono
altrettanto valide per i dettagli più minuti o per la riproduzione di transizioni di colore graduale.
Tuttavia, poiché i monitor dei computer sono costituiti da un retino di pixel, sia le immagini vettoriali
sia le immagini bitmap sono rappresentate a video come pixel. I programmi per il disegno vettoriale
convertono le loro forme in pixel per la visualizzazione.
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COMPRESSIONE E FORMATI BITMAP
La compressione è un metodo che consente di ridurre la dimensione di un file grafico combinando le informazioni sui pixel
relative a colori simili e memorizzando tali dati in uno spazio ridotto.
L'immagine digitalizzata è costituita da informazione binaria memorizzata in un file; ci sono moltissimi formati grafici con cui
possono essere salvati i files rappresentativi delle immagini: i formati grafici di tipo bitmap (BMP, JPEG, GIF, TIFF ecc. ecc.)
rappresentano le regole di immagazzinamento e di descrizione dell'informazione contenuta nei files.
Questi formati grafici tipo bitmap sfruttano di algoritmi di compressione cioè particolari strumenti matematici in grado di ridurre al
minimo indispensabile l'informazione digitale relativa ad una data immagine così da diminuire notevolmente le dimensioni del file.
Questa operazione si rende necessaria poichè i file in formato bitmap occupano molto spazio.
La compressione è reversibile, pertanto, se un programma ha la capacità di salvare un file in un formato compresso, è anche in
grado di leggere i file che sono stati compressi con quel particolare formato, ripristinando l'informazione in essi contenuta, cioè
decomprimendoli.
FORMATI GRAFICI PIU' USATI DI TIPO BITMAP:
BMP è il formato standard di immagini bitmap di Windows su computer DOS e Windows compatibili. Quando si salva
un’immagine in questo formato si può specificare una profondità di colore compresa fra 1 bit e 24 bit.
GIF (Graphics Interchange Format). E' il formato di file comunemente usato per visualizzare grafica e immagini in scala di
colore. GIF è un formato che utilizza la compressione LZW sviluppato per ridurre al minimo il tempo di trasferimento dei
file sulle linee telefoniche.
Il formato GIF costituisce il formato grafico più diffuso sul Web. Anche se può contenere solo 256 colori, il formato GIF
offre un buon livello di compressione dell'immagine senza perdita di qualità. Inoltre, i file GIF possono contenere un'area
trasparente e più fotogrammi per le animazioni.
JPEG (Joint Photographic Experts Group). Questo formato è usato per visualizzare fotografie e altre immagini a tonalità
continua e diversamente dal formato GIF mantiene tutte le informazioni. JPEG, è anche una tecnica di compressione
dell'immagine di tipo distruttiva ed è il più comune algoritmo di compressione usato. Quando si apre un’immagine JPEG,
essa viene decompressa automaticamente. Il formato JPEG costituisce un'alternativa al GIF specificamente per le
immagini fotografiche. Il formato JPEG supporta fino a 16,8 milioni di colori (24 bit).
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FILE: DEFINIZIONE E TIPI
FILE: contenitore di dati in formato digitale, organizzati secondo uno specifico criterio, tipicamente presenti su un
supporto digitale di memorizzazione e leggile solo attraverso uno specifico software (programma).
Un file resiede su un supporto di memorirazione (magnetico o di altro tipo) e può essere identificato in base al suo
contenuto e da un nome.
I FILE di distinguono in:
1. file di DATI
2. file di PROGRAMMA (file eseguibili)
i File di dati contengono parole, numeri e immagini (dati utente) che possiamo visualizzare sullo schermo, modificare,
salvare ed inviare ad un altro computer.
Sono sostanzialmente i file creati dall'utente, contengono informazioni significative per l'utente stesso e sono creati con
appositi software applicativi.
i File di programma (eseguibili) contengono sequenze ordinate di istruzioni che il computer esegue ed utilizza per
elaborare le informazioni.
I file vengono individuati in base alla assegnazione di un NOME ed una ESTENSIONE
il nome identifica il contenuto del file (esempio TESI.---) facendo capire all'utente cosa contiene il file
l'estensione permette di riconoscere con quale software applicativo è stato creato il file e funziona da filtro
identificatore del file stesso; infatti indirizza il S.O. alla scelta del software applicativo in grado di elaborarlo.
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I NOMI DEI FILE
Ogni file deve avere un nome composto da un insieme di lettere e numeri che lo identificano in modo univoco, ed ha la seguente
struttura: nome.estensione
Il nome di un file deve rispettare certe regole, affinchè possa essere valido e quindi assegnato al file
DOS e Win 3.1
Win 9X-Me2000-NTXP-Vista-7, 8,
8.1
Mac
Unix
8 caratteri NOME
3 caratteri
ESTENSIONE
255 caratteri
32
car.
14 car.
spazio permesso
no
si
si
no
cifre permesse
si
si
si
si
caratteri non validi
si
si
no
si
parole non
ammesse
si
si
no
si
case sensitive
no
no
no
si
lunghezza
massima
In un nome di file non è possibile utilizzare i caratteri seguenti: \ / ? : * " > < |
TIPO FILE (ESTENSIONE)
Il termine estensione è una cattiva traduzione dell'inglese "extension", che significa suffisso, e indica una breve sequenza di
caratteri alfanumerici aggiunti dopo il nome di un file e separati da quest'ultimo da un punto. L'estensione permette all'utente di un
computer, e al il sistema operativo di capire che cosa contiene il file e stabilire quale software applicativo occorre per
accedere al file.
Esistono estensioni "comuni", come quelle sotto elencate, oppure estensioni "proprietarie", ovvero estensioni che vengono
attribuite ad un file solo se questo viene creato tramite uno specifico software applicativo.
Estensioni comuni
Estensioni proprietarie
che identificano
univocamente il file
testo (.TXT)
audio (.MP3 .WAV .RAM)
eseguibile (.EXE .COM)
procedure batch (.BAT)
file grafico (.JPG .GIF .TIF .PNG .BMP..)
file compresso (.ZIP .ARJ .TGZ)
File con estensioni particolari (*.ZIP, *.ARJ, *.TAR) sono "file compressi" ovvero
contengono dati in forma compattata; la compressione si ottiene tramite opportuni
algoritmi che agiscono sulle informazioni (caratteri, simboli) ripetuti. Esistono diverse utility
in grado di comprimere e decomprimere un file.
.DOC --> Microsoft WORD
.XLS --> Microsoft EXCEL
.PPT --> Microsoft POWERPOINT
.MDB --> Microsoft ACCESS
.PSD --> Adobe PHOTOSHOP
.PDF --> Adobe ACROBAT
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MEMORIZZARE DATI
DA COSI'
A COSI'
Memorizzazione logica:
definizione di uno schema logico tramite il quale i file (dati) vengono organizzati nelle
memoria di massa, rendendo possibile anche il successivo recupero.
Memorizzazione fisica:
metodo con cui i dati vengono fisicamente trasferiti e conservati sul supporto di
memorizzazione. Tale metodo si differenzia in base la supporto di memorizzazione
usato.
Tecnologie di memorizzazione
fisica dei dati:
magnetica, ottica, magneto-ottica
Supporto di memorizzazione:
hard-disk, CD-ROM, DVD, chiave USB
Dispositivo di memorizzazione:
componente hardware che provvede alla scrittura e/o alla lettura delle informazioni sul
supporto di memorizzazione
Caratteristiche dei dispostivi di memorizzazione:
- Capacità: quantità di caratteri memorizzabili (Byte e multipli del byte (Kilobyte, Megabyte, Gigabyte))
- Tempo di accesso ai dati per un hard disk: somma dei successivi tempi (in millisecondi)
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Seek time (tempo di ricerca): è il tempo necessario a spostare la testina sulla traccia; è il fattore più critico poiché si
tratta di un movimento meccanico e non di un impulso elettrico; questo fa sì che non si possa scendere al di sotto di
qualche decina di millisecondo;
Assessment time (tempo di assestamento): è il tempo necessario all'assestamento della testina sulla traccia dopo lo
spostamento; spesso viene inglobato nel 'Seek time;
Latency time (tempo di latenza): (anche rotational latency) è il tempo necessario perché, a causa della rotazione del
disco, l'inizio del settore desiderato arrivi a trovarsi sotto la testina;
Rotational time (tempo di rotazione): è il tempo necessario al settore per passare sotto la testina, tempo durante il
quale il settore viene letto o scritto.
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HARD DISK
Struttura dell'hard disk
serie di piatti
testine multiple
unico motore
Capacità: fino a 1 TB
PRO:
struttura ad accesso casuale
rapido accesso
grande capacità
resistenza all'uso
lettura simultanea
CONTRO:
difficile trasporto
costo
Formattazione
La FORMATTAZIONE è una operazione tramite la quale si prepara per l'uso un supporto di memorizzazione di massa, come ad
esempio un disco fisso o una sua partizione, per renderlo idoneo all'archiviazione di dati, impostando la struttura del file system
che vi verrà creato sopra.
L'operazione consiste nel dividere la capacità del disco in una serie di blocchi di uguali dimensioni e fornire una struttura logica in
cui verranno scritte le informazioni che permetteranno l'accesso ai dati desiderati.
La formattazione definisce sul disco dei settori e delle tracce concentriche in maniera logica, non fisica, rendendo possibile la
scrittura e la lettura dei dati sul supporto di memorizzazione.
Solo gli hard disk ed i floppy disk devono essere formattati prima dell'uso.
Un CD o un DVD non richiede la formattazione.
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LA MEMORIZZAZIONE OTTICA
Supporto di memorizzazione:
Compact Disc o DVD
Dispositivo di scrittura:
Masterizzatore
Dispositivo di lettura:
lettore di CD-Rom o DVD
Masterizzazione (scrittura): una luce laser incide il
supporto metallico producendo dei solchi
Lettura: una testina ottica rileva la struttura dei solchi
prodotti in fase di masterizzazione
Interno di un lettore di CD
Dimensioni del driver simili all'HD
Elevata capacità (CD: 650/700 MByte; DVD: 4,70 GB)
Facile trasporto
Maggior resistenza all'usura
Informatica 2014-2015 - Dott. Muzzioli Valerio
Il DVD, acronimo di Digital Versatile Disc (in italiano Disco Versatile Digitale, originariamente Digital Video Disc, Disco Video Digitale) è un
supporto di memorizzazione di tipo ottico.
Il DVD-R è un disco ottico scrivibile una sola volta che dispone di 2.298.496 settori di 2048 Byte ciascuno, per una capacità totale di
4.707.319.808 byte (4,70 GB). Questo tipo di supporto rappresenta una evoluzione dai dischi CD-R, che dispongono di una capienza
nettamente inferiore.
Un DVD+R è un disco ottico scrivibile una sola volta con una capacità di 4,70 GB. Il DVD+R a differenza del DVD-R ha il sistema ADIP di
tracciamento e controllo della velocità ed è meno suscettibile di interferenze ed errori del sistema LPP
Un DVD+RW è un disco ottico riscrivibile con la stessa capacità di un DVD+R: 4,70 GB. Il DVD+RW fu progettato principalmente per
l'archiviazione dei dati. Il DVD+RW supporta l'accesso casuale in scrittura, ovvero i dati possono essere aggiunti e rimossi senza
cancellare l'intero disco. Il suo competitore diretto è il DVD-RW
Il DVD-RW (Digital Versatile Disc - ReWritable, letteralmente "disco versatile digitale riscrivibile") è un DVD riscrivibile con capacità di 4,70
GB e differisce dai DVD-R per quanto riguarda il procedimento di registrazione: utilizza il metodo a cambiamento di fase.
Il materiale in cui è costituito lo strato scrivibile è una lega di argento, indio, antimonio e tellurio (AgInSnTe). Il DVD-RW mostra una
riflessione della luce inferiore del 25% rispetto ai DVD-R.
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CHIAVI USB
Una chiave USB (o USB flash drive, o anche penna USB, pendrive...) è una memoria di
massa portatile di dimensioni molto contenute che si collega al computer mediante la
comune porta USB.
Nella chiave USB i dati sono memorizzati in una memoria flash (memoria allo stato
solido non volatile che può essere usata per lettura e scrittura) contenuta al suo interno.
La velocità di lettura/scrittura dipende dal tipo di memoria flash utilizzata e dal tipo di
interfaccia USB utilizzato (vedi connessioni USB precedentemente descritte)
Il protocollo per il trasferimento dei dati dal computer alla chiavetta, e viceversa, è un protocollo standard denominato USB
Mass Storage protocol. Tale standardizzazione ha incoraggiato l'inclusione dei driver di supporto e di inclusione nel file system
locale da parte dei produttori di sistemi operativi quali Windows, Mac OS X e Linux.
PRO:
ingombro ridotto
più veloce e capiente di un CD o DVD ma più lenta delle componenti interne del computer (memoria RAM e Hard Disk).
buona capacità di memorizzazione (da 1GB a 64GB)
estrema versatilità di impiego su tutti i sistemi operativi moderni infatti non richiedono l'installazione di driver per
riconoscere le chiavi USB.
CONTRO:
possbile perdita di dati dopo un lungo periodo di utilizzo, questo dipende dalla specifica memoria. In questo caso basta
formattare la chiavetta per riavere l'affidabilità originaria.
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FILE SYSTEM
Una delle principali funzionalità di un sistema informatico è la gestione di grandi quantità di dati, sia in termini di memorizzazione
permanente, sia per quanto riguarda l'organizzazione logica dei dati.
Esiste pertanto uno specifico componente del Sistema Operativo, chiamato FILE SYSTEM, deputato a gestire in modo efficiente
la memoria di massa, con l'obbiettivo di presentare all'utente nel modo più semplice l'organizzazione logica dei dati e le
operazioni è possibile compiere su di essi.
Le operazioni di base che supporta un File System sono:
il recupero di dati precedentemente memorizzati
cancellazione di file
inserimento/aggiornanto di file
copia di file tra diversi dispositivi di memoria di massa
I file sono localizzati nelle memorie tramite il nome.estensione, ma se il file system fosse organizzato come un unico contenitore,
NON sarebbe possibile creare/avere file con lo stesso nome.
I file pertanto vengono suddivisi in cartelle (directory) organizzati secondo una struttura ad albero.
Il file system contiene una cartella principale chiamata RADICE (ROOT) che può contenere sia file sia riferimenti ad altre cartelle
(sotto-directory) ognuna della quali, è a sua volta un contenitore di file e riferimenti ad altre cartelle.
Struttura ad albero
Directory principale ( \ ) (radice dell'albero) residente su un disco fisso o floppy
Cartelle e sottocartelle (rami)
File (foglie)
definzione di un nome/percorso (PATH) assoluto per ogni file che ne consente l'individuazione
Interrogazione della directory
Numero di file e spazio occupato
Percorso di un file
Directory principale e secondarie
Nome e Tipo di file (estensione)
Caratterizzazione del file
Dimensioni del file
Data di memorizzazione
Data e ora dell'ultima modifica

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