Il computer

1. Il computer Prof. Rita Cucchiara Facoltà di Ingegneria sede di Modena Universita’ di Modena e Reggio e Emilia

2. Perche’ e’ stato inventato il computer? • Per fare i calcoli difficili e ripetitivi • Per leggere, scrivere e memorizzare tanti dati • Per ripetere tante volte le stesse operazioni

3. Nel 1500.. • Leonardo da Vinci nel Codice di Madrid, attorno al 1500 aveva disegnato una macchina da riporto…

4. Nel 1943… Nascono i primi computer come quelli di adesso… Vengono usati per spionaggio tra gli americani e inglesi e i tedeschi… ENIAC

5. Adesso…

6. Cosa e’ il computer? • E’ una macchina elettronica • Che esegue istruzioni (programma) • prende dei dati (input) • E fornisce dei risultati (output) Programma: Window mediaplayer Apri il file Riproduci il suono Mostra il video va avanti.. Input: file sul CD ROM

7. Il computer è…una macchina: • Elettronica: che funziona con l’elettricità • che è velocissimo nei calcoli appunto perché va alla velocità della corrente elettrica • che non sa fare niente da solo, ma esegue le istruzioni che gli vengono impartite • che sembra intelligente, perché è stato programmato da persone intelligenti

8. Il computer è…una macchina: • che sa tenersi i dati in memoria: alcune memorie tengono i dati per sempre (memorie non volatili): • disco rigido o hard disk • Cd rom DVD • Floppy disc • altre si scordano tutto quando si spegne il computer (memoria "volatile) • RAM • CACHE

9. Hardware e software • Noi ragionaimo perche’ abbiamo • L’Hardware il nostro cervello, i neuroni, i sensi • Il software  le nostre idee, i ricordi, i pensieri

10. Hardware e software • Ogni computer è costituito da due parti: l'hardware e il software. • L'hardware è la macchina fisica ciò che si trova all'interno del computer (microprocessore, schede, cavi, ecc... ), unitamente a monitor, tastiera, mouse, ecc.. che sono le periferiche esterne collegate al computer. • Il software, invece, è l'insieme dei programmi che sono installati sul computer e che consentono di scrivere, disegnare, ascoltare musica, giocare, ecc... e dei dati

11. Il computer sa contare solo per due… • BIT e BYTE: c’è chi parla italiano, c’è chi parla "binario" • I computer funzionano ad elettricità e, perciò, registrano solo due condizioni (per questo si parla di codice binario): • 0 = non passa elettricità1 = passa elettricità • Abbiamo così il bit 0 e il bit 1 • Il byte è una sequenza di 8 bit che permette al computer di leggere e scrivere numeri e lettere: • lettera A = 01000001         lettera B = 01000010 • lettera C = 01000011        lettera D = 01000100

12. Le unita’ Il quattro Il due Con i bit si fanno i calcoli • 0  0 0 0 0 • 1  0 0 0 1 • 2  0 0 0 1 • 3  0 0 1 1 • .. • 7  0 1 1 1

13. Facciamo i calcoli… • 2+3? • 2 0010 • 3 0011 • ---------------- • 0101  4 +1 =5

14. Apriamo il computer • Il computer è una macchina molto complessa, formata da vari componenti assemblati in un contenitore chiamato case o cabinet. • Se lo apriamo troviamo vari componenti fissati su un circuito stampato chiamato "scheda madre" (motherboard). • I principali componenti che troviamo montati sulla scheda madre sono: il processore, la RAM, il BIOS, il chipset, la scheda video, la scheda audio, la scheda di rete. • All'interno del computer, collegati tramite cavi alla scheda madre, troviamo anche: l'hard disk, il lettore di dischetti, il lettore di CD-ROM, quello di DVD e l'alimentatore.

15. Apriamo il computer

16. Apriamo il computer

17. PROCESSORE CHIP SET E CONTROLLORE DEI BUS BUS SCHEDA VIDEO MEMORIA (RAM) SCHEDA AUDIO SCHEDA DI RETE INTERNET PORTE PER LE PERIFERICHE USB PORTE PER PERIFERICHE HARD DISK CD-ROM Il computer

18. Cosa e’ che fa i calcoli? • Il microprocessore (o CPU central processing unit)e’ la macchina elettronica piu’ importante del computer. La sua funzione è quella di eseguire calcoli a grande velocità. • è il cervello del computer perché controlla ogni funzione (come fa il nostro cervello per tutte le funzioni dell’organismo). I microprocessori sono di diverso tipo, diversa velocità e diverse capacità (…anche i cervelli umani non sono tutti uguali!). • Ricordiamo alcuni nomi di microprocessori, dai più lenti e deboli ai più veloci e potenti: 386, 486, Pentium I, II, III, Pentium IV, AMD K6, K7... 32-bit ARM (nel game boy), RISC3000 (nella Playstation)

19. Il processore • Le prestazioni di un computer dipendono in gran parte dal processore, perché tanto più un processore è potente tanto più sarà veloce l'elaborazione delle operazioni che svolge. La velocità della CPU viene misurata in MHZ (Megahertz) e, ultimamente, anche in GHZ (Gigahertz). Il processore Intel Pentium III

20. Il chip 120 miliardi di transistor!!!

21. Il transistor • Ogni trasnistor e’ ora 500 volte piu’ piccolo di un capello Human Hair 100 Microns Pollens White Blood Cells 10 Smog Red Blood Cells Bacteria 1.0 0.18 micron Smoke Virus 0.1

22. La RAM • La RAM (Random Access Memory) è la memoria in cui il processore deposita temporaneamente i risultati delle operazioni svolte. La RAM è una memoria volatile, perché conserva i dati solo fino allo spegnimento del computer.La grandezza della RAM viene misurata in Megabyte. Maggiore è la dimensione della RAM più grande è il numero di dati su cui la CPU può compiere le operazioni

23. La RAM LA RAM RANDOM ACCESS MEMORY

24. Il chipset

25. L’alimentatore • L'alimentatore ha il compito di fornire diversi valori di tensione ai vari componenti del computer.

26. La scheda video • La scheda video o adattatore grafico (Video Graphic Adapter o VGA) consente di visualizzare sullo schermo del monitor le informazioni elaborate dalla CPU. • Nei moderni PC la scheda video è collocata in uno slot dedicato della scheda madre chiamato AGP (Accelerated Graphics Port).

27. La scheda audio • La scheda audio ha il compito di sintetizzare i suoni da inviare alle casse acustiche (riproduzione) o di registrare i suoni acquisiti da una fonte esterna (microfono, lettore CD, ecc...).

28. L’hard disk • E’ un componente importantissimo: • e’ il disco rigido, l’armadio con dentro tutti i dati, i documenti, i video, i gichi che non devono mai essere dimenticati. • Poiché la RAM non è in grado di conservare le informazioni quando il computer è spento, i programmi e i dati devono essere conservati su un supporto non volatile. Il principale di questi supporti è l'hard disk. • Spesso ce ne sono piu’ di uno o un hard disk puo’ essere diviso in piu’ dischi logici (C:\, D:\..)

29. I file nell’hard disk C:\ • Pensate ai file come appesi nell’armadio a partire da un appendino grande (radice) a cui sono appesi tanti appendini e ad ognuno di questi e’ appeso una cartella con tutti i file… programmi rita fede disegni documenti giochi Ciao.doc

30. Hard disk • La capacità degli hard disk si misura in Gigabyte. (mille volte piu’ grande dei Mbyte con cui si misura la RAM..) • L'hard disk è collegato alla scheda madre per mezzo di un cavo piatto.

31. L’hard disk dentro… I bit sono memorizzati in un Hard Disk come carica magnetica positiva o negativa sul rivestimento di ossido dei piatti del disco.Il disco rigido è organizzato in un modo ben preciso, che si chiama formattazione ed il registro di tutta la struttura, una sorta di "rubrica telefonica" dei file, si chiama File System.Ogni disco e’ diviso in solchi circolari che si chiamano tracce La traccia zero e’ sul bordo esterno.L'insieme di tracce che si trova alla stessa distanza dal centro (ovvero con lo stesso numero) su tutti i lati di tutti i piatti viene chiamato cilindro. Ogni traccia e’ divisa in fette che si chiamano settori e sono di solito formattati per contenere 512 byte di dati. Attenzione i settori si possono danneggiare e i dati vanno persi. Per questo se i i dati sono molto importanti conviene salvarli anche da un’altra parte(operazione di backup)

32. I CD_ROM • I CD-ROM sono supporti in grado di immagazzinare dati fino a 640-730 MByte. Si possono solo leggere • Pero’ in molti computer è installato un dispositivo hardware, il masterizzatore, che consente di scrivere (spesso una sola volta) • I DVD (Digital Video Disk) sono molto simili ai CD-ROM, ma sono in grado di memorizzare una maggiore quantità di dati (fino a 17 Gbyte). Vengono utilizzati principalmente per visualizzare filmati. I lettori DVD sono in grado di leggere anche i CD-ROM. • Attenzione i video nei CD-Rom per essere letti dal PC sono memorizzati con formati diversi (AVI, DVX-MPEG4) rispetto a quelli che si usano nei DVD (MPEG-2)

33. Le chiavette USB • Chiavi USB (penne): stanno diventando i dispositivi di memorizzazione rimovibili più diffusi. Si tratta di memorie flash che si collegano direttamente al computer per mezzo delle porte USB (universal serial bus). Sono come le memorie delle macchine fotografiche • La loro principale caratteristica è quella di memorizzare in poco spazio grandi quantità di dati (testo, foto, MP3, filmati). I modelli più diffusi consentono di memorizzare 64, 128, 256, 512 MByte

34. La scheda di rete • Se il tuo computer è collegato ad altri computer in uno slot della scheda madre è alloggiata la scheda di rete. • Questa puo’ altrimenti avere un modem che lo collega al telefono

35. Internet • Internet? E’ la rete utilizzata per collegare i computer di tutto il mondo • Tutto è iniziato nel 1969 quando il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti (il Pentagono) decise di costruire una rete sperimentale chiamata ARPAnet.Si uso’ì per collegare 4 universita’ e centri militari Questa rete era stata progettata per funzionare anche nel caso in cui una sua parte fosse stata danneggiata. • Questo progetto venne ripreso e sviluppato all'inizio degli anni '80 dal National Science Foundation, un'agenzia del governo degli Stati Uniti che realizzo NSFnet, una rete in grado di collegare diverse università americane. • Poi negli anni ’90 fu inventato al CERN in Svizzera il World Wide Web, un sistema che collega in forma ipertestuale ( con grafica, e immagini interattive ) le informazioni presenti in Internet.l Web, come comunemente viene chiamato, si è così diffuso che per molte persone è diventato sinonimo di Internet.

36. Come funziona? • L’idea e’ molto semplice: per inviare un messaggio da un computer ad un altro le informazioni vengono suddivise in tante parti chiamate pacchetti. • Ogni pacchetto dopo essere stato inserito in una "busta" viene spedito al destinatario. • All'arrivo le buste vengono aperte e le informazioni ricomposte nella forma originale. • Naturalmente, per arrivare a destinazione ogni pacchetto deve attraversare vari computer, ognuno dei quali decide autonomamente il percorso che le informazioni devono seguire per essere recapitate.

37. Come funziona? • Le regole che consentono ai computer di comunicare fra loro si chiamano protocolli. I protocolli in Internet si chiamano TCP (Transmission Control Protocol) e IP (Internet Protocol).Il TCP suddivide e poi riassembla le informazioni; l'IP si occupa di farli arrivare a destinazione.

38. Gli indirizzi di Internet • Per sapere come instradare le informazioni ogni computer collegato ad Internet è dotato di un indirizzo formato da quattro numeri separati da un punto. • Ad esempio 155.185.48.35 è l'indirizzo IP del server Web del laboratorio ImageLab del Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione.Corrisponde ad un computer che si chiama picasso.ing.unimo.it • Per ragioni pratiche (ricordare sequenze di numeri è abbastanza difficile!) questi indirizzi sono stati convertiti in lettere e parole. Risulta infatti più semplice ricordarsi che le pagine Web di picasso si trovano all'indirizzo: http://imagelab.ing.unimo.it • Particolari computer, chiamati DNS (Domain Name System), provvedono a tradurre gli indirizzi letterali in indirizzi numerici in tutto il mondo.

39. Navigare… • Navigare sul Web… significa collegarsi con un programma (browser) all’indirizzo di un computer che fornisce (server) delle pagine da leggere (sito Web). • In alcuni casi si possono scaricare programmi, immagini , informazioni. • In altri arrivano informazioni che non sappiamo (virus!!) o ci vengono scritte delle informazioni (cookies) che ci ricordano le scelte che abbiamo effettuato quando siamo andati a visitare un sito (ad esempio il cockie tiene la tua carta d'identità che hai indicato o le preferenze che hai espresso, per ricordarle ad un successivo collegamento)

40. Occhio ai virus • Un virus è un programma che può rovinare il tuo computer, cancellando e modificando i dati che hai salvato. • Viene inviato tramite la posta elettronica (come allegato): per cui apri bene gli occhi! Se un messaggio arriva da un indirizzo che non conosci, cancellalo subito. Potrebbe contenere un virus.

41. Navigare sicuri • Le regole per navigare sicuri Segui queste regole e navigherai sicuro (e non avrai problemi)1- ATTENTO AL FILE...Se nella posta o in una chat line qualcuno che non conosci ti manda un file o un messaggio, non aprirlo! Potrebbe contenere un virus e fare gravi danni al tuo computer. • 2 - NOME, COGNOME... Non lasciare in giro per la rete i tuoi dati personali (nome, cognome, indirizzo, numero di telefono, etc...) quando navighi: potrebbero finire in cattive mani. • 3 - I MODULI ON-LINEI moduli che trovi in Internet sono dei veri e propri "impegni": non compilarli mai coi tuoi dati senza chiedere il parere dei tuoi genitori.

42. Navigare sicuri • 4 - CI POSSIAMO INCONTRARE?Non accettare mai di incontrarti da solo con chi hai conosciuto in rete: potrebbe avere cattive intenzioni. • 5 - VIGILA ANCHE TUSe incontri in rete qualcosa o qualcuno che ti sembra strano o pericoloso avvisa subito i tuoi genitori e controlla insieme a loro. • 6 - CHE ORA E'?Non "perderti" nella rete: ricordati che hai tanti amici con cui giocare e divertirti fuori dal computer. • 7 - COMPORTATI BENEAnche in Internet valgono le regole della buona educazione, quindi niente parolacce. Fai il bravo.

43. E il futuro? • Chissa’ come saranno i computer di domani? • Saranno piccoli piccoli ed indossabili (wereable computers) Il monocolo e’ collegato ad un computer e consente di sovrapporre a quanto ci è attorno, e che vediamo, una varietà di informazioni. Potrebbe, ad esempio, essere utilizzato durante una visita ad un museo consentendo di sovrapporre al quadro che stiamo osservando delle informazioni relative all'autore, allo stile, attirare la nostra attenzione su alcuni particolari... L'anello ha un chip che rileva l'umore della persona che lo indossa, conosce le sue preferenze in dipendenza dall'umore e fa illuminare la pietra quando si verificano certe condizioni

44. E il futuro? • Saranno interattivi in modo naturale (basta con i mouse e le tastiere, penne con riconoscimento della scrittura, riconoscimento vocale e visione artificiale..) • Saranno tutti collegati tra loro