ICT e Sistemi informativi Aziendali

Capitolo II – Computer e Reti

Sommario

Hardware Software Reti di Computer Internet

Classi di elaboratori

Supercomputer Mainframe Minicomputer (midrange) Microcomputer

PC Notebook (Laptop)

PDA Microcontroller

ANALOGICO e DIGITALESi definisce analogico un procedimento che rappresenta un fenomeno con continuità, per esempio un orologioclassico che con il moto regolare della lancetta segna iltrascorrere del tempo in modo continuo.

E’ digitale un procedimento che rappresenta lo stesso fenomeno traducendolo in cifre (dall'inglese digit, cifra) e quindi in modo discontinuo, come per esempio avviene in un orologio a cristalli liquidi numerico nel quale la stessa durata temporale viene misurata da una successione di scatti.

10°C

0 20

°C

Il principio di funzionamento di un computer si basa sulla logica binaria; L’hardware ha la caratteristica di poter assumere solamente due stati:

Questa variabile che assume solo due stati (0 e 1) si chiama bit ("binary digit", cifra binaria) ed è l'unità minima di informazione e la base del calcolo binario.

Un computer "ragiona" unicamente interpretando gruppi di bit, cioè comandi rappresentati da sequenze di "uno" e di "zero" (per esempio, 00101100).

RAPPRESENTAZIONE DELL’ INFORMAZIONE

RAPPRESENTAZIONE DELL’ INFORMAZIONE

Se io ho a disposizione:

due bit

0 0 = 0

0 1 = 1

1 0 = 2

1 1 = 3

Se io ho a disposizione:

tre bit

0 0 0 = 00 0 1 = 10 1 0 = 20 1 1 = 31 0 0 = 41 0 1 = 51 1 0 = 61 1 1 = 7

2 2 2 4

0 0 0 0 = 00 0 0 1 = 10 0 1 0 = 20 0 1 1 = 30 1 0 0 = 40 1 0 1 = 50 1 1 0 = 60 1 1 1 = 7

1 0 0 0 = 8 1 0 0 1 = 9

1 0 1 0 = 101 0 1 1 = 111 1 0 0 = 121 1 0 1 = 131 1 1 0 = 141 1 1 1 = 15

2 3

RAPPRESENTAZIONE DELL’ INFORMAZIONE

Con due bit posso rappresentare 22 combinazioni diverse di numeriCon tre bit posso rappresentare 23 combinazioni diverse di numeriCon quattro bit posso rappresentare 24 combinazioni diverse di numeri… … …

Con sette bit posso rappresentare 27 combinazioni diverse di numeriCon sette bit posso rappresentare 128 combinazioni diverse di numeri

Con otto bit posso rappresentare 256 combinazioni diverse di numeri

RAPPRESENTAZIONE DELL’ INFORMAZIONE

Con otto bit posso rappresentare 256 combinazioni diverse di numeri

Lettere dell’alfabeto 26Maiuscole 26Accentate 6Numeri 10Punteggiatura 15Simboli 6Comandi 34Caratteri speciali 13

Totale 136La soluzione è quella di assegnare ad ogni carattere un insieme di otto bit ovvero un byte

RAPPRESENTAZIONE DI CARATTERI

Possiamo pertanto identificare il byte come l'ingombro di memoria di un singolo carattere.Questo tabella di assegnazione prende il nome di:

ASCII (American Standard Code for Information Interchange) è stato sviluppato dall’ ANSI (American National Standard Institute)

RAPPRESENTAZIONE DELL’ INFORMAZIONE

Byte

deriva quindi da

Binary octette

numero binario composto da otto cifre

MISURA DELL’ INFORMAZIONE

La quantità di memoria di un computer si misura mediante i multipli del byte, ossia:1 kilobyte (1KB) kilo (mille) = 210 = 1024 byte1 megabyte (1MB) mega (milioni) = 220 = 1.048.576 byte1 gigabyte(1GB) giga (miliardi) = 230 = 1,07 miliardi di byte1 terabyte (1TB) tera (mille miliardi)= 240= 1099,51 miliardi di byte

E’ per via del sistema binario che un kilobyte è composto da 1024 byte e non 1000, infatti 1024 è una potenza di 2 (1000 lo è di 10).

Bit e Byte

BIT: elemento minimo di memoria che può cambiare stato (contenere informazione)

BYTE: combinazione di 8 Bit. Elemento minimo di memoria che può contenere un carattere (lettera, numero o simbolo tipografico)

Tabella ASCII Misure di memoria: KByte, Mbyte,…

Principio di funzionamento degli elaboratori

Processo IPOS (Input-Processing-Output-Storage) Inserimento Elaborazione Presentazione dei risultati Memorizzazione

Hardware

Componenti tangibili, dispositivi fisici che compongono il computer

Processo IPOS Unità centrale

Processore Memoria Centrale

Unità Periferiche Periferiche di input Periferiche di output Periferiche di archiviazione Periferiche di telecomunicazione Periferiche di connessione

Struttura dell’unità centrale

Processore

CPU ALU Registri Unità di controllo

Interazione fra CPU e memoria centrale

Nell’unità centrale le istruzioni immesse dall’utente vengono trattate come una sequenza di cambiamenti di stato della memoria centrale

Una volta caricato l’intero programma nella memoria centrale, l’unità di controllo prende in considerazione il primo comando, lo interpreta e ordina all’unità aritmetico-logica di eseguirlo

Il processore registra quindi il risultato della prima elaborazione nella memoria centrale e prende in esame il comando successivo

Memoria centrale

Memoria Centrale RAM ROM Cache CMOS Memorie Flash

RAM

Random Access Memory In essa vengono conservati i dati in

corso di elaborazione e le istruzioni del programma in esecuzione

È detta detta anche memoria volatile

La sua capacità si misura in MB (MegaByte)

Cache memory

Memoria di lavoro molto veloce e di dimensioni contenute (512 kbyte negli attuali PC)

Mantiene copia (buffering) degli ultimi dati utilizzati dalla CPU.

Quando la CPU richiede un dato, esso viene cercato prima nei registri della CPU, poi nella cache memory, quindi nella memoria centrale e, infine, nella memoria virtuale

ROM

Read-Only Memory: memoria di sola lettura.

Contiene parti essenziali del software di sistema quali il BIOS (Basic Input/Output System)

Particolari tipologie di ROM sono: PROM, EPROM, EEPROM, FLASH

Memoria virtuale

Porzione di una memoria di massa Velocizza il processo di elaborazione

liberando spazio in memoria centrale

Il trasferimento da RAM a memoria virtuale viene detto swap

Periferiche di input

Tastiera Dispositivi di puntamento

(mouse, trackball, pointing stick, touch pad)

Lettori di codici a barre Optical Mark Recognition Scanner Microfono

Periferiche di output

Monitor CRT o LCD Dimensioni (diagonale), risoluzione (pixel, dot-

pitch) Tipo di matrice (VGA, XGA)

Stampanti Risoluzione di stampa (dpi) Tecnologia utilizzata

A getto d’inchiostro Laser A impatto Multifunzione

Periferiche di archiviazione

Memorie di Massa Floppy disk Hard Disk CD (CD-ROM, CD-R, CD-RW) DVD (DVD-ROM, DVD±R, DVD±RW,

DVD-RAM) Nastri magnetici Memorie Flash (stick USB)

Periferiche di telecomunicazione e connessione

Periferiche di telecomunicazione Mezzo di connessione

cavo coassiale fibra ottica doppino telefonico

Dispositivo di connessione Scheda di rete (Nic) Modem (analogico, ISDN, DSL)

Protocolli di trasmissione

Periferiche di telecomunicazione e connessione (segue)

Periferiche di connessione Slot di espansione Scheda di espansione Porte e connettori

Connettore seriale Connettore parallelo Connettore USB Porte IrDA Porte FireWire Porte dedicate

Software

Software applicativo Software di sistema

Software applicativo

Software per la produttività personale

Software per il mercato verticale Software per il mercato orizzontale

Software dedicato

Software di sistema

Sistema operativo multitasking, multithreading, multiusing MS Windows, MAC OS, Linux, UNIX

Software di utilità Software antivirus Software di ripristino Software di backup Software per la disinstallazione

Lo sviluppo del software

Paradigmi di programmazione Linguaggi prescrittivi / imperativi

Linguaggi procedurali, Basic, C, COBOL, FORTRAN, Pascal

Linguaggi descrittivi di programmazione SQL, Natural Access Basic

Linguaggi orientati alle conoscenze Linguaggi orientati agli oggetti

C++, JAVA Programmi traduttori

Compilatori Interpreti

Reti di computer

Due o più sistemi collegati, in grado di comunicare e di condividere informazioni, applicazioni, periferiche e potenza di elaborazione

Per poter realizzare una rete è necessario disporre di: un dispositivo in grado di interfacciare il

computer con la rete un mezzo di connessione protocolli di trasmissione, specifici software

che stabiliscano l’insieme delle regole che i diversi nodi collegati devono rispettare per poter stabilire una trasmissione:

Reti di Computer

Obiettivi Comunicazione Condivisione

Delle risorse hardware Del software e dei dati Dei dispositivi di sicurezza

Linee di comunicazione Fisiche, via cavo Wireless (Wi-Fi, Bluetooth, satellite, telefonia

cellulare)

Tipologie di mezzi trasmissivi

Doppino in rame Cavi coassiali Fibre ottiche Satelliti Wireless

Linee di comunicazione

Linee commutate 2,4 Kbps - 33,6 Kbps

Linee ISDN 64 Kbps - 128 Kbps

Linee dedicate

Linee ADSL

Fibra ottica

Satellite

64 Kbps - 2 Mbps

ric. 1,5 Mbps - inv. 640 Kbps

1,1 Gbps

2 Mbps

1 Kbps = 1024 bps (2¹° bit) 1 Mbps = 1024 Kbps (1 mil bit)

1 Gbps = 1024 Mbps (1 mld bit) 1 Tbps = 1024 Gbps (1000 mld bit)

1 Kbps = 1024 bps (2¹° bit) 1 Mbps = 1024 Kbps (1 mil bit)

1 Gbps = 1024 Mbps (1 mld bit) 1 Tbps = 1024 Gbps (1000 mld bit)

Reti di Computer (segue)

Classificazione in funzione delle dimensioni del Territorio coperto WAN MAN LAN

Client / Server Peer-to-peer

Dispositivi per la connessione di reti Router, bridge, gateway

Tipologia di RETE

LAN

Local Area Network

è una rete costituita da computer ed altre

periferiche (ad esempio stampanti) collegate tra

loro che generalmente si trovano all’interno dello

stesso edificio

Le tecnologie della Rete

Tipologia di RETE

MAN

MAN

(Metropolitan Area Network)

è una rete costituita da più reti che si trovano all’interno di

un’area geografica vasta

Le tecnologie della Rete

PISA SIENA

AREZZO GROSSETO

Tipologia di RETE

WAN

WAN

Wide Area Network

è una rete costituita da computer collegati tra loro

che generalmente si trovano distribuiti sul

territorio

A B

C

D

E

Le tecnologie della Rete

Tipologia di RETE

Internet è costituita da tutto l’insieme di reti,

geografiche e locali del mondo, costantemente

collegate tra loro attraverso linee attive 24

ore su 24. Per questo talvolta viene chiamata la

“rete delle reti”

Le tecnologie della Rete

Internet

Connessione a livello mondiale tra elaboratori e piattaforme estremamente eterogenee attraverso mezzi trasmissivi e linee di comunicazione altrettanto diverse tra loro, accomunate solo dall’utilizzo del protocollo TCP/IP

Architettura di Internet

Funzionamento di Internet

I dati in uscita da un computer collegato a Internet vengono frammentati (grazie al protocollo TCP) in “pacchetti” ai quali vengono aggiunte una serie di informazioni necessarie a identificare in modo univoco il computer “mittente” e quello “destinatario”

Il computer destinatario ricompone i “pacchetti” e ne verifica l’integrità

Router

Trasmissione dei dati in Internet

Nomi di dominio

DNS Sono ordinati secondo una struttura

erarchica al cui vertice vi sono i cosiddetti Top Level Domain (TLD, o domini di primo livello), a loro volta classificabili in: domini generici come com, edu, gov, org, aero,

biz, coop, info, museum, name, pro domini Paese o CCTLD (Country Code Top Level

Domains) come it, de, fr, uk,... Ogni dominio può generare più sottodomini

Il Il coordinamento nella gestione dei nomicoordinamento nella gestione dei nomi e degli indirizzi di e degli indirizzi di Internet sono affidati ad organismi internazionali dedicati e Internet sono affidati ad organismi internazionali dedicati e super partessuper partes

Chi si occupa del Chi si occupa del coordinamentocoordinamento

RRegional egional IInternet nternet RRegistriesegistries

ICANNICANNIANAIANA

RRegistration egistration AAuthorityuthority NNaming aming AAuthorityuthority

NNaming aming AAuthorityuthority locali localiRRegistration egistration AAuthorityuthority locali locali

Assegnazione dei nomi di dominio

La IANA (Internet Assigned Numbers Authority) delega a specifiche istituzioni, denominate Registration/Naming Authorities, l’assegnazione dei domini di secondo livello che a loro volta autorizzano una serie di fornitori di servizi Internet denominati provider/mantainer alla distribuzione dei domini stessi.

In Italia l’organismo responsabile dell’assegnazione dei nomi a dominio e della gestione dei registri per il CCTLD “it” è il NIC Italia (http://www.nic.it)

WWW e posta elettronica

Browser Uniform Resource Locator HTML

Indirizzo email Protocolli

Posta elettronica

L’indirizzo è di norma assegnato dal fornitore di connettività o da uno specifico fornitore che assegna all’utente uno spazio sul suo disco rigido, nel quale vengono depositati automaticamente i messaggi che a esso sono indirizzati.

Questo significa che non vi è necessità di una costante connessione alla Rete in attesa di messaggi in entrata

Struttura di un indirizzo: nomeutente@nomeserver.nd

Altre applicazioni Internet

Ftp, File Transfer Protocol Newsgroup Telnet Servizi Peer-to-Peer (P2P)