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MODULO 1 ECDL – RIASSUNTO DI PREPARAZIONE ALL’ESAME

informatica


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MODULO 1 ECDL – RIASSUNTO DI PREPARAZIONE ALL’ESAME

Comunicazione

Il computer è una macchina formata da dispositivi elettronici e meccanici chiamati hardware, che vengono controllati da opportuni programmi detti software. Il computer elabora informazioni e trasforma i dati di input in altri dati di output. Questa elaborazione è una sorta di traduzione dal linguaggio a noi più comune ad un linguaggio comprensibile alla macchina. L’insieme di regole che controlla questo linguaggio è detto protocollo, e consiste nel “modo di comunicare” tra computer e utente.

Rappresentazione dei dati

I dati possono essere rappresentati in modo analogico o digitale; in analogico, i dati variano continuativamente nel tempo, al contrario di quelli digitali che rimangono costanti. Il computer usa il sistema binario in quanto è formato da dispositivi che accettano 0 e 1; 0 come assenza di corrente, 1 come una tensione presente e quindi che fa funzionare il programma richiesto. La trasmissione dei dati, infatti, avviene tramite circuiti elettrici. Le cifre binarie sono dette bit, che solitamente vengono usate in raggruppamenti da 8, a formare cioè 1 byte. Le unità di misura sono, quindi, multipli del bit e del byte, come il K byte, il M byte, il G byte e il T byte (potenze di 2, l’uno è 1024 volte più grande del precedente).

Multimedialità

Un computer, per essere multimediale deve avere un hard disk con capienza nell’ordine dei Gigabyte, una RAM con capacità nell’ordine di centinaia di Megabyte, un lettore CD/DVD ad alta velocità, una scheda video con almeno 8 Megabyte (monitor con risoluzione 800X600 pixel) e una buona scheda audio.



Gli ipertesti sono strutture che si possono consultare seguendo diversi percorsi; sono basati su tre elementi fondamentali: le unità di contenuto o nodi; i link tra i nodi; gli strumenti di navigazione che permettono di orientare la navigazione, cioè la scelta di uno dei percorsi 838b14i disponibili per l’ipertesto.

Hardware & software

Il computer è un dispositivo che riceve dei dati in input, li memorizza, li elabora e comunica i risultati dell’elaborazione fatta in output. Questa elaborazione avviene grazie alla combinazione di due entità dette hardware e software; l’hardware consiste nella parte fisica del computer, i componenti elettronici e meccanici, comprese le periferiche(componenti esterni al case che servono a controllare la macchina; sono dette di input quando immettono dei dati nel computer, di output quando li rende disponibili visualizzandoli, stampandoli ecc..., di input/output quando svolgono entrambe le funzioni); il software sono i programmi che controllano il funzionamento del computer e lo rendono funzionante, in quanto l’hardware, da solo, non potrebbe operare.

Diversi tipi di computer

Mainframe: usati nelle grandi aziende e collegati a terminali (monitor, tastiera e mouse; i terminali intelligenti posseggono capacità di memoria e di calcolo, quelli stupidi visualizzano i dati memorizzati ed elaborati dal mainframe). Usati nelle banche.

Desktop: computer autonomi o da collegare in rete(stand alone), sono i computer più diffusi anche nelle case; consentono il collegamento ad internet e l’uso di programmi.

Laptop: computer portatili, identici ai desktop come funzioni, ma ridotti come dimensioni; costo notevolmente superiore rispetto ai desktop.

Network computer: sfrutta il collegamento ad internet per le esigenze di software applicativo: invece di installare i programmi, si possono scaricare dalla rete ogni volta che servono. Principio che potrebbe affermarsi nei prossimi anni.

Telecomunicazioni

Internet collega tra loro singoli computer e reti locali (LAN, Local Area Network). Il modem (modulatore- demodulatore) è l’apparecchio che permette di collegarsi a internet tramite la linea telefonica. Per le normali linee telefoniche PSTN (Public- Switched telephone network) la larghezza di banda è pari a 64 kbps. La trasmissione digitale via ISDN (integrated services digital network) raddoppia la larghezza di banda portandola a 128 kbps, mentre con l’ADSL (asymmetric digital subscribe line) si arriva fino a 2048 kbps.

Le reti di computer

Il più diffuso è la rete locale LAN, quello usato nelle aule scolastiche. Si parla di WAN(wide area network) se la rete collega più computer su aree di vaste dimensioni geografiche. Quando la rete è distribuita su una città, allora si parla di MAN (metropolitan area network).

L’unità centrale della rete può essere uno hub o un server di rete. Internet non è altro che una grande rete di reti. Il web è un sottoinsieme di internet dove si comunica usando come protocollo l’http (hyper text  transfer protocol). La rete intranet si basa sullo stesso principio di internet, solo che vengono usate dalle grandi aziende per la trasmissione dei dati, e quindi non sono liberamente accessibili ma sono riservate agli utenti autorizzati dal proprietario della rete. Extranet, invece, è una rete esterna che collega più aziende tra loro in rete privata e più sicura.

Architettura del computer

La CPU preleva i dati, li elabora con le istruzioni del software e li trasferisce alla RAM dando in output i risultati del processo. Questo processo è una sequenza di azioni con cui il computer trasforma i dati, che vengono memorizzati in RAM, che è molto più veloce rispetto alla ROM. Il processore è l’organo di elaborazione dei dati. Quando si spegne il computer, i dati conservati in RAM si perdono, mentre se salvati sulle memorie di massa, non c’è rischio di perdita. La scheda madre è composta di molti circuiti integrati, dalla CPU e dalla RAM; questi componenti sono collegati da circuiti elettronici che formano il bus (la scheda madre contiene anche la scheda audio e video, e altro).

La RAM

Le memorie del computer sono di due tipi: le memorie di massa, che immagazzinano permanentemente grandi quantità di dati, e la memoria veloce, usata per l’avvio del computer e l’elaborazione dei dati. La RAM è usata per memorizzare le istruzioni da eseguire; consiste in un gran numero di condensatori microscopici che memorizzano un bit ciascuno; è una memoria sia di lettura che di scrittura, ma è volatile, cioè quando si spegne il computer si perde tutto ciò che conteneva. In RAM, ogni byte è definito da un indirizzo, attraverso il quale può essere localizzato. L’accesso alla RAM è casuale, cioè non sequenziale. La capacità (intorno alle centinaia di megabyte) è il numero massimo di byte che può contenere



La CPU

La CPU è il cuore del computer. È un circuito integrato che contiene l’ALU e l’unità di controllo, che hanno ruoli complementari e rendono possibile l’elaborazione dei dati. Le istruzioni sono codificate nel computer con il sistema binario, in modo da essere memorizzate e trasferite come segnali elettrici, e sono comunicate dalla CPU alla RAM. L’ALU è l’insieme dei componenti elettronici che svolge le operazioni logico- aritmetiche. L’unità di controllo o CU dirige il processo coordinando le attività di input- output, trasferisce le istruzioni dalla RAM al registro delle istruzioni, le interpreta organizzando il caricamento dati nell’ALU, indica quale operazione si deve eseguire e trasferisce alla RAM i dati elaborati dall’ALU. Il processore conserva i dati nei registri, la cui capacità determina il numero di bit che possono essere trattati simultaneamente (word). La cache è una memoria speciale e superveloce: velocizza l’elaborazione assicurando che i dati siano disponibili appena richiesti dalla CPU evitando l’attesa degli stessi dalla RAM. Le istruzioni sono composte di due parti: il codice dell’operazione e gli operandi. Ogni processore è dotato di un orologio di sistema, il clock, che ha un ruolo fondamentale: i segnali elettrici danno il via alle azioni che avvengono nel processore, sincronizzando tutti i dispositivi e garantendo la velocità con cui può essere eseguito il ciclo di istruzioni (700 MHZ = frequenza dei segnali del clock).

Memorizzazione dei dati

File: contenitore di informazioni espresse come sequenza di bit, conservato su un supporto di memorizzazione come le memorie di massa ecc. Le memorie di massa sono i dischi e i nastri magnetici dove si possono registrare i dati, conservandoli in modo permanente. Floppy e affini si dicono dispositivi di memorizzazione. La capacità di questi supporti è il numero massimo di dati che possono contenere, misurata in byte (=1 carattere); il tempo impiegato per accedere ad un file salvato è detto tempo d’accesso. Il modo in cui i file sono conservati materialmente su un supporto è detto memorizzazione fisica. Questi file sono memorizzati in zone del disco chiamate cluster; ogni cluster è etichettato da un indirizzo numerico che lo identifica. Il file, il suo nome e la sua posizione sono registrati nella FAT (File Allocation Table) che è una mappa del disco. Perché i file non restino frammentati nel disco, rallentando l’esecuzione, è consigliabile fare periodicamente la deframmentazione del disco stesso, in modo da velocizzare la macchina. Mentre la memorizzazione fisica avviene in questo modo, esiste la memorizzazione logica, cioè lo schema concettuale utilizzato dal sistema operativo per archiviare i file(gerarchia ad albero basata sulle cartelle).

L’Hard Disk

È presente in ogni computer, ha una grande capacità e un tempo di accesso molto ridotto. I bit sono registrati come magnetizzati quando sono a 1, altrimenti sono smagnetizzati. I dispositivi magnetici sono di input e output, e sono riscrivibili. Un cluster=2 settori del disco rigido. La capacità è molto elevata: arriva fino ai 100 gigabyte. I dischi rigidi possono essere anche rimovibili e sono molto utili per le copie di backup.

Il floppy

Ha dimensioni 3,5 ”, cioè 9 cm. Funziona analogamente al disco rigido, ma ha una capacità molto più limitata: 1,44 megabyte. Il lettore del floppy è costituito da: motore (per farlo ruotare), testine (per la scrittura dei dati), piastra elettronica (circuiti che permettono di comunicare col computer) e sorgente di luce (per proteggere i dati dalla cancellazione accidentale).

CD e DVD

Sono dischi ottici più resistenti dei supporti magnetici e garantiscono una miglior conservazione dei dati. Il più diffuso è il cd, che ha un diametro di 12 cm ed esiste in diverse versioni: cd-audio per la memorizzazione di brani musicali, cd-rom non riscrivibile usato per la memorizzazione di dati per il computer, cd-rw analogo al cd-rom con la differenza che si può scriverlo più volte, dvd che contiene molti più dati del cd ed è spesso usato per memorizzare film digitali. Si chiamano compact disc perché con la tecnologia del disco ottico si può memorizzare una grande quantità di dati su una superficie molto ridotta. La superficie del disco è un codice binario: la testina del lettore cd usa un fascio di luce laser che rivela o meno la presenza dei forellini; se la superficie è liscia, il laser ritorna il valore 1, se vi sono i forellini ritorna 0. Il cd-rom è un disco di sola lettura dove non si possono scrivere dati, ma solo leggerli, con buona capacità di memoria e costo molto ridotto. Il masterizzatore può fungere anche da lettore cd, ma il raggio laser è più potente per memorizzare dati su cd/dvd vergini che possono essere anche riscrivibili (CD/DVD-RW). Il dvd è simile agli altri dischi ottici, ma richiede un lettore diverso e la densità con cui i dati vengono memorizzati è maggiore, con il risultato che un dvd può contenere anche più di 10 gigabyte.

Monitor e periferiche di output

Il monitor può essere di due tipi: CRT (tubo catodico, usato principalmente nei computer desktop) e LCD (cristalli liquidi, nei portatili ma anche nei desktop, con lo svantaggio del costo molto più elevato. Lo schermo è rettangolare, rapporto 4:3, misurato in pollici (diagonale; 1 pollice=2,54 cm). Nei monitor CRT un fascio di elettroni investe lo schermo, rivestito di fosfori, che emettono luce per una frazione di secondo e che devono essere frequentemente riattivati perché sia visibile l’immagine; la frequenza di riattivazione o refresh si misura in hertz e se è troppo bassa l’immagine è tremolante e affatica gli occhi; l’immagine è composta da piccoli punti detti pixel e la risoluzione di uno schermo è data appunto da questo numero di punti, che possono assumere diversi colori, da 256 a svariati milioni per ogni pixel. Maggiore è il numero di colori, maggiore è la qualità delle immagini. Le stampanti più diffuse sono quelle a getto d’inchiostro e a laser, con la differenza che queste ultime sono molto più costose, anche se sono più veloci e danno una qualità molto maggiore. Negli studi di architettura è usato il plotter, che esegue con precisione ogni tipo di disegno. Gli altoparlanti permettono al computer di comunicare col mondo esterno trasmettendo dei suoni. Periferiche di input/output sono il lettore floppy, il masterizzatore cd/dvd ecc...




Periferiche di input

La tastiera serve principalmente per digitare testi ed inviare comandi al computer. È formata da caratteri alfanumerici e tasti di controllo/funzione; con questi ultimi si possono inviare comandi al computer anche tramite alcune combinazioni (CTRL+C=copia ecc...). I dispositivi di puntamento sono il mouse, il touchpad e la trackball, che sono in sostituzione del mouse nei computer portatili. Il tasto sinistro del mouse può selezionare un oggetto o scegliere un comando in qualche menu, cliccando una volta; aprire un file o lanciare un programma cliccando due volte; trascinare oggetti tenendolo premuto e trascinando il mouse. Il tasto destro serve per funzioni dipendenti dal programma in uso, ma solitamente fa apparire un menu con l’elenco di tutte le operazioni che si possono effettuare sull’oggetto selezionato. Periferiche di input sono il microfono, che memorizza suoni nel computer e può essere usato per comandare istruzioni alla macchina con un programma di riconoscimento vocale; la fotocamera/videocamera digitale, che permettono di acquisire immagini digitali anche in movimento; lo scanner, che permette l’acquisizione di immagini o anche di testi, a seconda delle funzioni.

Software di sistema e applicazioni

Il software di sistema permette al computer di funzionare correttamente e di comunicare con l’utente; il software applicativo, invece, dà la possibilità di sfruttare le capacità di elaborazione del computer per attività specifiche. Il sistema operativo fa parte del software di sistema. Il software applicativo è costituito da programmi che si aggiungono al sistema operativo per dare al computer la capacità di svolgere compiti particolari. A seconda del programma usato, il computer diventa: una macchina per scrivere e impaginare testi; una calcolatrice programmabile; un sistema per l’archiviazione di informazioni; uno strumento per la comunicazione a distanza. La realizzazione di una nuova applicazione software può richiedere mesi o anni e in genere avviene attraverso le seguenti fasi: identificazione dell’obiettivo dell’applicazione; progettazione dell’applicazione tramite diagramma di flusso di dati e istruzioni da elaborare (più interfaccia di comunicazione); sviluppo del software scrivendo il codice sorgente del programma; testing del programma (sperimentazione con molti utenti con computer a caratteristiche diverse per trovare i malfunzionamenti - debug); dopo la correzione dei difetti, si passa alla distribuzione commerciale.

Sistema operativo

Generalmente, è compito del sistema operativo: organizzare le comunicazioni tra l’hardware e il software; gestire l’interfaccia grafica. Il sistema operativo dei primi computer si chiamava DOS e aveva un’interfaccia utente a linea di comando: ogni comando era impartito digitando un testo su una riga dello schermo. Nel 1984 la Apple computer introdusse con il sistema operativo dei computer macintosh un’interfaccia grafica basata su icone e finestre, tecnica adottata poi dalla microsoft. Linux, ispirato a UNIX è un sistema operativo aperto; anche i più piccoli computer sono dotati di sistema operativo, creati ad hoc per le loro esigenze. Il sistema operativo svolge una serie di compiti essenziali: controlla il flusso di dati in input e output; garantisce che ogni programma abbia a disposizione le risorse hardware necessarie; assicura che il processore esegua nel modo più rapido le istruzioni di tutti i programmi di esecuzione; trova dati e programmi memorizzati; garantisce la sicurezza dei dati; controlla lo stato dei vari dispositivi del computer e ne scopre i malfunzionamenti. Oggi il sistema operativo dei computer comprende anche software di rete che consente di collegarsi ad altre postazioni, condividendo dati e risorse. Oltre al sistema operativo, il software di sistema comprende altri programmi che svolgono compiti integrativi assicurando il buon funzionamento del computer. Le utility aggiungono funzioni di controllo a quelle del sistema operativo. Fanno parte del software di sistema anche i driver, che permettono al computer di gestire le comunicazioni con i dispositivi periferici. L’architettura generale descritta è comune a tutti i computer, ma ha diverse realizzazioni pratiche dette piattaforme. La maggioranza dei computer attualmente in commercio è basata sulla piattaforma pc, che usa perlopiù il sistema operativo windows prodotto dalla microsoft.

Interfaccia grafica

Nei computer odierni è basata sulle immagini che appaiono sullo schermo: si tratta di una interfaccia utente grafica o GUI progettata per rendere intuitivo l’uso del computer. Gli oggetti del desktop di windows  sono raffigurati come icone accompagnate da didascalie. Corrispondono a documenti o programmi. L’icona del cestino rappresenta l’area di memoria in cui sono temporaneamente conservati i documenti da eliminare. I tooltip servono ad aiutare chi usa per la prima volta un’interfaccia grafica, che appaiono al passaggio del mouse come suggerimenti. Lo strumento più comune per inviare comandi al computer è il pulsante: immagine attivabile facendo clic con il tasto sinistro del mouse. Ciascuna opzione di un menu può essere selezionata facendo clic su di essa; il risultato può essere l’invio di un comando al computer o la comparsa di un sottomenu. Grazie al meccanismo dei menu a tendina o a discesa, l’interfaccia grafica concentra in poco spazio un gran numero di opzioni. Clic su un oggetto con il tasto destro del mouse si apre un menu contestuale o di scelta rapida, che consente di effettuare numerose operazioni sull’oggetto. Le aree di lavoro del computer si aprono sempre all’interno di finestre.



Software applicativo

Applicazioni per il lavoro individuale: elaboratore di testi o word processor; il foglio elettronico o foglio di calcolo; i programmi per la gestione di banche dati o database; programmi per la presentazione. La consultazione di siti web è resa possibile dall’applicazione detta browser. I programmi sono commercializzati sempre più spesso sotto forma di suite o pacchetti integrati che raccolgono numerose applicazioni simili. Molte applicazioni sono sviluppate specificamente per le necessità delle aziende; il campo dell’editoria utilizza il desktop publishing, cioè sull’uso di software specializzato per l’impaginazione e il trattamento delle immagini; in termini tecnici si chiama CAT (Computer Aided Training), un software progettato per l’insegnamento tramite computer. Prima di acquistare un’applicazione si deve verificarne la compatibilità con il nostro computer e sistema operativo.

Sicurezza e privacy

La prima buona regola è assicurarsi che di tutti i dati importanti esista una copia di backup. È bene fare regolarmente queste copie di dati e programmi anche su supporti rimovibili (rispettando i diritti d’autore). Ogni volta che si ricevono dati da fonti esterne ci si espone ai virus informatici, che sono programmi che distruggono i dati e impediscono il regolare funzionamento dei programmi. Nel mondo dei computer è molto diffuso l’uso delle password che servono per riservare l’accesso ai dati alle persone autorizzate. Una buona password deve essere lunga 8 caratteri, preferibilmente in parte alfabetici e in parte numerici. Quando comunichiamo in rete i dati potrebbero essere intercettati da persone esperte nell’uso di sistemi informatici. Se si vuole garantire la riservatezza dei messaggi è possibile cifrarli con un codice segreto usando la tecnica della crittografia. Esiste l’obbligo di chiedere il nostro consenso all’uso dei dati personali per altri scopi in particolare per l’invio di materiale pubblicitario; è bene negare il consenso. In Italia esiste un’autorità che ha il compito di garantire la difesa della privacy.

Freeware e shareware

Fare copie pirata di programmi per computer è illegale. Quando si acquista regolarmente un pacchetto software, si riceve la relativa licenza. Questa stabilisce che l’utente possiede solo in “affitto” il programma. Una licenza può essere monoutente, multiutente o aziendale. Il copyright è l’apparato di leggi che garantisce diritti esclusivi all’autore/proprietario di un’opera: non si può copiare, distribuire o vendere un software senza infrangere la legge, a meno di essere autorizzati da che detiene i diritti d’autore. Chi acquista un programma per computer ha il diritto di installarne e usarne una copia e di tenerne una copia di backup. Chi copia e diffonde un programma coperto da copyright incorre in sanzioni che possono arrivare a tre anni di carcere e 15.000 € di multa. Lo stesso vale per chi riesce a eliminare le protezioni che impediscono di copiare un programma. Alcuni sviluppatori di programmi distribuiscono liberamente i propri programmi; si parla di freeware. Questo tipo di software può essere copiato e distribuito, ma non venduto. Altri, invece, vendono i loro prodotti ma permettono di usarlo in prova per alcuni giorni; in questo caso si parla di shareware, che è software soggetto a diritti d’autore. Le istruzioni di un programma di sono inaccessibili a chi usa il software; esistono però anche dei programmi open source, nei quali il codice sorgente può essere liberamente distribuito e modificato (Linux).

Ergonomia

L’ergonomia è la disciplina che si occupa di progettare macchine e ambienti di lavoro tenendo conto delle esigenze degli utenti. Quando si lavora al computer è bene adottare alcuni accorgimenti per evitare di affaticare la vista, di stancare eccessivamente braccia e polsi o di risentire di dolori muscolari alla schiena causati da una posizione non corretta: sedia stabile, con altezza e schienale regolabili e braccioli; tavolo di altezza adeguata come base di appoggio per tastiera e monitor; corretta illuminazione che non generi riflessi sul tavolo o sul monitor; una tastiera con inclinazione regolabile e la possibilità di appoggiare i polsi mentre si digita; una postazione abbastanza spaziosa da garantire la libertà di movimento; una buona aerazione del locale. Passare troppo tempo davanti al computer non è salutare: fare pause frequenti durante l’uso prolungato del computer; mantenere sempre 60-80 cm di distanza dal monitor e un’angolazione corretta dello schermo per evitare riflessi di luce; illuminare bene la tastiera ma evitare sorgenti di luce che possono causare riflessi sullo schermo; usare monitor di grandi dimensioni, meglio se LCD per eliminare il rischio di radiazioni; usare un tappetino per il mouse; verificare che i cavi di alimentazione siano ben collegati; evitare di sovraccaricare le prese di corrente; se s’intende effettuare un qualsiasi intervento nel computer, assicurarsi che sia scollegato dalla corrente elettrica. In caso di inattività prolungata schermo e stampante dovrebbero spegnersi automaticamente per non consumare inutilmente energia elettrica. Le cartucce della stampante dovrebbero essere sempre riciclate. Il computer stesso, quando non serve più dovrebbe essere riciclato. Infine bisogna ricordare che l’uso del computer per memorizzare le informazioni dovrebbe portare all’uso di meno carta: ovunque possibile, è bene evitare di duplicare su carta il contenuto di documenti elettronici.







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