Storia e Tecnologie delle Reti

Informazione

• L'informazione è tutto ciò che possiede un significato per l'uomo e viene conservato e comunicato per una utilità pratica, immediata o futura.
• Le informazioni richiedono un codice, un insieme di regole condivise tra emittente e ricevente, per essere comprese.

Elaborazioni delle Informazioni

• L'osservazione dei fenomeni permette di ottenere dati, che sono aspetti elementari di entità o fenomeni.
• L'informazione è un insieme di dati elaborati e presentati in base all'utilizzo pratico.
• Il trattamento dei dati per ottenere informazioni è chiamato elaborazione.
• Ogni elaborazione ha dati in ingresso (input) e dati in uscita (output).
• Il risultato dell'elaborazione sono altri dati che possono essere utilizzati per altre elaborazioni.
• L'uomo usa elaborazioni manuali o mentali; i computer utilizzano elaborazioni automatiche con dispositivi elettronici.

Rappresentazione dei caratteri e delle immagini

• I caratteri digitati sulla tastiera vengono gestiti in forma binaria tramite il codice ASCII, una tabella con 256 simboli, numerici, alfabetici e di punteggiatura.
• Ogni valore è rappresentabile con un byte. Un esempio è la lettera "A" corrispondente al numero binario 01000001.
• Le immagini in bianco e nero usano bit 1 per i punti bianchi e 0 per i neri.
• Le immagini a colori usano la mescolanza dei colori primari RGB (rosso, verde, blu), con un numero di bit per pixel che dipende dai colori da rappresentare.

La trasmissione delle informazioni

• La trasmissione di informazioni avviene quando trasmittente e destinatario si comprendono.
• Occorre stabilire e rispettare il codice di trasmissione, la tecnica di trasmissione e il protocollo di trasmissione.
• Il codice di trasmissione sono le regole per trasformare il messaggio prima dell'invio.
• La tecnica di trasmissione sono le modalità e gli strumenti per la trasmissione.
• Il protocollo di trasmissione è l'insieme di regole per uno scambio ordinato e corretto.

Sistemi analogici e digitali

• I segnali nelle telecomunicazioni possono essere analogici o digitali.
• Le variabili di un sistema analogico possono avere un numero infinito di valori.
• Le variabili di un sistema digitale possono assumere solo un numero fisso di valori discreti.
• Nell'aritmetica binaria (usata nei PC) solo i valori 0 e 1 sono permessi.

Sistema numerico in base 2

• Il sistema binario usa le cifre 0 e 1.
• Per convertire un numero binario in decimale, si moltiplicano le cifre binarie per le potenze di 2 decrescenti a partire da sinistra.
• Per convertire un numero decimale in binario, si dividono ripetutamente per 2 il numero decimale fino a ottenere un resto 0. I resti, a partire dal numero più basso, costituiscono la rappresentazione binaria.

Sistema numerico in base 16

• Il sistema esadecimale usa le cifre 0-9 e le lettere A-F.
• In questo sistema, un numero esadecimale viene convertito in decimale moltiplicando ogni cifra per la potenza di 16 decrescente a partire da destra.
• Per convertire un numero esadecimale in binario, ogni cifra esadecimale viene convertita in un gruppo di 4 bit binari.

Unità di misura

• Bit: unità più piccola dell'informazione (valore 0 o 1).
• Byte: 8 bit.
• Nibble: 4 bit.
• Kilobyte (KB): circa 1000 byte (effettivamente 1024).
• Kilobyte per secondo (kBps): misura la velocità di trasferimento dati in byte al secondo.
• Kilo bit (Kb): 1000 bit.
• Kilo bit per secondo (kbps): misura la velocità di trasferimento dati in bit al secondo.
• Megabyte (MB): circa 1.000.000 di byte.
• Megabytes per secondo (MBps): misura la velocità di trasferimento dati in byte al secondo.
• Megabit al secondo (Mbps): misura velocità di trasferimento dati in bit al secondo.
• Gigabyte (GB): circa 1.000.000.000 di byte.
• Hertz (Hz): unità di misura della frequenza, cicli al secondo.
• Megahertz (MHz): un milione di cicli al secondo.
• Gigahertz (GHz): un miliardo di cicli al secondo.

Dagli algoritmi ai programmi

• Un algoritmo è un elenco di istruzioni che descrive come risolvere un problema.
• Le istruzioni devono essere chiare, non ambigue e eseguibili.
• La rappresentazione di un algoritmo può essere fatta tramite pseudolinguaggio o diagrammi di flusso.
• Il linguaggio macchina è costituito da sequenze di 0 e 1.
• I linguaggi di programmazione di alto livello (es. Java, Python) sono più facili da usare dei linguaggi macchina ed il computer li traduce per eseguire le istruzioni.
• I programmi in linguaggio di alto livello vengono trasformati in linguaggio macchina attraverso programmi denominati interpreti o compilatori.

Sistemi di elaborazione e programmi

• Un computer è formato da componenti hardware e software.
• L'hardware è costituito dai componenti fisici (tastiera, mouse, monitor, case, processore, memoria).
• Il software è costituito dai programmi che descrivono come devono essere elaborati i dati.

Tipologia di computer

• Mainframe: computer potenti per le aziende che automatizzano le operazioni manuali, collocati in stanze con temperatura controllata.
• L'utente accede al mainframe tramite terminali dumb, semplici monitor e tastiere che comunicano con il computer centrale.
• PC (Personal Computer) o desktop: computer personali di piccole dimensioni.
• Notebook o laptop: computer portatili.
• Tablet PC: computer tavoletta con penna e schermo touch screen.
• Telefoni cellulari: dispositivi per scambio di segnali radio con centraline fisse.
• PDA (Personal Digital Assistant): computer palmari di piccole dimensioni con funzioni di organizer/agenda.
• Smartphone: dispositivi che combinano funzioni di PDA e telefono.
• Lettori multimediali: dispositivi per ascoltare file audio e video, anche funzioni radio FM o lettori di testo.

Tipologia di Case

• Case: involucro esterno del computer, può essere torretta (verticale) o desktop (orizzontale).
• Esistono differenti forme (es. minitower, miditower, full-size tower per le torrette; slim-line o normale per i desktop).

Le parti che compongono la scheda madre

• Scheda madre: scheda a circuito stampato che contiene quasi tutti i componenti di un computer e fornisce il supporto alla connettività.
• La scheda madre è composta da circuiti che gestiscono il flusso coerente dei dati.
• La scheda madre include alloggiamenti (slot) per i componenti.
• La CPU (Central Processing Unit): il cuore del computer che interpreta e esegue le istruzioni.
• Memoria RAM: memoria di lavoro.

La CPU

• La CPU è l'unità centrale di elaborazione che indica al sistema come eseguire un programma.
• Controlla il trasferimento dei dati tra memoria e processore, e i segnali di controllo verso le altre periferiche (CPU).
• L'ALU (unità aritmetico-logica): esegue i calcoli aritmetici e logici.
• I registri sono celle di memoria per i dati e le istruzioni. La parola CPU indica la lunghezza dei dati.

Il ciclo di istruzioni

• Elaborazioni complesse sono suddivise in parti elementari chiamate cicli di istruzioni, ogni ciclo esegue una microistruzione.
• Ogni tipo di processore ha un insieme specifico di istruzioni.
• Il tempo per l'esecuzione varia per ogni istruzione e dipende dal tipo di processore.

Slots di espansione

• Slot di espansione: permettono di aggiungere schede per componenti aggiuntivi.
• Tipi: ISA (architettura standard), PCI (component interconnect), AGP (accelerated graphics port).

La RAM

• RAM (Random Access Memory): memoria provvisoria o volatile in cui vengono memorizzati i dati e i programmi in uso durante l'esecuzione, perdendo i dati alla mancanza di alimentazione.
• SRAM(Static Ram) e DRAM(Dynamic Ram): diversi tipi di memoria volatile. SRAM più costosa e veloce; DRAM più economica ma più lenta
• DIMM (Dual Inline Memory Module): modulo di memoria RAM più comune.

La ROM

• ROM (Read-Only Memory): memoria a sola lettura che contiene le istruzioni per l'avvio del computer.

Le memorie di massa

• Le memorie di massa sono dispositivi per la memorizzazione permanente dei dati, anche senza alimentazione.
• Parametri importanti sono il tempo di accesso (quanto tempo ci vuole per raggiungere un dato) e la capacità (lo spazio di memorizzazione).
• Velocità di trasferimento dati: misura la velocità di trasferimento da/verso la RAM, in byte al secondo.

Floppy drives

• Dispositivi rimovibili per leggere e scrivere dati magneticamente.
• Dimensione caratteristica è quella da 3.5”
• Capacità di memorizzazione piuttosto bassa in confronto ai moderni dispositivi elettronici.

Hard drives

• HD (Hard-disk drive): dispositivi principali per la memorizzazione permanente su computer.
• Disco rigido, formato da una pila di dischi di alluminio.
• Capacità di memorizzazione molto elevata.

CD e DVD

• CD (Compact Disc) e DVD (Digital Versatile Disc): sono supporti ottici per la memorizzazione dei dati.
• DVD hanno capacità di memorizzazione più elevata dei CD.

Pen drive

• Supporto di memoria rimovibile di tipo elettronico con capacità intorno a qualche GB.
• Sostituisce quasi completamente i floppy.

Unità di input/output

• I dispositivi I/O consentono l'input (immissione) dei dati dal mondo esterno al computer, e l'output (uscita) dei dati dal computer al mondo esterno.
• Esempi di periferiche di input sono la tastiera, mouse, scanner, tavoletta grafica.
• Esempi di periferiche di output sono stampanti, plotter, monitor.
• Alcuni dispositivi sono sia input che output.

Il Monitor

• Pixel: i più piccoli elementi grafici che compongono l'immagine sullo schermo.
• Dot Pitch: distanza tra i pixel. Un dot pitch più piccolo significa che i pixel sono più vicini e l'immagine è migliore.
• Refresh Rate (frequenza di aggiornamento): frequenza con cui l'immagine viene aggiornata sullo schermo. Un refresh rate alto significa un’immagine più costante.
• Color Depth (profondità del colore): numero di bit per pixel usato per rappresentare i colori dei pixel. Un numero maggiore di bit crea una gamma di colori più ampia.
• Risoluzione: numero di pixel su uno schermo.
• Dimensione: grandezza dello schermo misurata in pollici.

La Scheda Video

• Interfaccia tra il computer e il monitor.
• Indica al monitor quali pixel illuminare, il colore e l'intensità.
• La VRAM (Video RAM) è un tipo speciale di memoria usata sulle schede video.

Il collegamento delle periferiche

• Porte seriali: dati inviati/ricevuti bit alla volta (es. COM).
• Porte parallele: dati inviati/ricevuti contemporaneamente (es. LPT).
• Porte USB (Universal Serial Bus): porte esterne che permettono di collegare diversi dispositivi al computer.
• Porte FireWire (IEEE 1394) : porte per dispositivi digitali come le videocamere.

Software di base

• Sistema operativo (OS): organizza, gestisce e controlla tutto l'hardware e le altre applicazioni presenti sul computer.
• Software applicativo: programmi progettati per svolgere compiti specifici per l'utente. Esempi: Word processor, programmi di grafica, etc.

Il Sistema Operativo

• Un sistema operativo è un software che funge da interfaccia tra l'utente e il computer.
• Gestisce le risorse hardware e software, migliorando l'utilizzo per gli utenti.
• Le principali funzioni di un sistema operativo sono la gestione dell'unità centrale, dei processi, della memoria centrale, dell'input/output, delle informazioni, e delle protezioni.

Altri software di sistema

• Utility: programmi che forniscono funzioni di controllo aggiuntive al sistema operativo (es. copiare dati da un disco a un altro; gestire file; recuperare dati da dischi danneggiati).
• I drive: permettono al computer di gestire i dispositivi periferici.

Interfaccia grafica

• GUI (Graphical User Interface): interfaccia utente grafica.
• Icone, finestre, menu: elementi utilizzati per interagire più facilmente con i computer

Terminologia di base

• Multiuser: più utenti possono usare lo stesso programma contemporaneamente.
• Multitasking: un computer può eseguire più programmi contemporaneamente.
• Multiprocessing: un computer usa due o più CPU contemporaneamente.
• Multithreading: un programma suddiviso in parti più piccole che vengono caricate nel sistema operativo.

Sviluppo del software

• Analisi: capire il problema e gli obiettivi dell'utente.
• Programmazione: definire la struttura del software, le tecnologie e l'organizzazione.
• Implementazione: creare il software utilizzando tecnologie appropriate.
• Testing: verificare la funzionalità del software.

La comunicazione in rete

• Internet: permette lo scambio di messaggi (posta elettronica, web, ecc.), la messaggistica istantanea (IM), la telefonia (VOIP), le trasmissioni online (feed RSS, podcast), il video sharing (es. Youtube), blog, ecc.
• Reti sociali: permettono ai persone con interessi comuni di comunicare tramite la rete.
• Forum: luogo di discussione e scambio di informazioni in rete.
• Chat: comunicazione digitale in tempo reale.

Rete di computer

• Rete: sistema di dispositivi collegati per la comunicazione e la condivisione.
• Topologie: modalità di collegamento tra i dispositivi (a stella, ad anello, a bus).
• Mezzi di comunicazione: cavo (rame, fibra ottica), segnali radio, etc.
• Condivisione di risorse: possibilità di condividere applicazioni, stampanti, files, etc. tra i computer collegati in rete.

LAN (Local Area Network)

• LAN: rete di computer collegati in un'area relativamente piccola (es. casa, ufficio, campus).
• Tipi di connessione: point-to-point, a stella, ad anello (a volte bus).
• Condivisione di risorse: accesso a risorse condivise (files, applicazioni, stampanti).
• Mezzo di comunicazione: cavo o segnale radio.

WAN (Wide Area Network)

• WAN: rete di computer collegati su aree geografiche più vaste (es. città, stati, paesi).
• Conneioni: ponti radio, reti pubbliche, connessioni satellitari.
• Accesso alle risorse: la comunicazione tra computer in città o paesi diversi.

Client/Server

• Architettura Client/Server: realizza l'interconnessione tra risorse informatiche diverse.
• Unità client e server: interagiscono per scambio di dati e risorse.
• Connessioni: software e protocolli per la comunicazione.
• Interconnessione di reti: concetto di Internetworking.

La nascita di Internet

• Nascita di Internet a scopo militare che porta ad uno sviluppo della connettività.
• Progressivamente diventa uno strumento disponibile per l'uso domestico.
• Sistemi come DNS e ARPANET sono fondamentali per lo sviluppo attuale di Internet.

I dispositivi di rete

• Hub: dispositivo che estende un cablaggio Ethernet consentendo la comunicazione tra diversi computer.
• Bridge (ponti): dispositivi che collegano segmenti di rete permettendo un'analisi più profonda del segmento successivo e decidendo se passare il segnale.
• Switch: tipi di bridge, più specializzati, che inviano i dati alla porta appropriata per destinazione.
• Routers: dispositivi che operano l'internetworking o networking a livello di rete, che permettono la comunicazione tra reti differenti indirizzando i dati alle destinazione corrette.

L'ergonomia

• L'ergonomia studia l'organizzazione razionale del lavoro in relazione alle capacità psico-fisiche dell'uomo.
• Scopo: tutelare la salute del lavoratore, migliorare l'efficienza e la sicurezza sul posto di lavoro.
• Oggetto: progettazione di ambienti di lavoro adeguati che includano strumenti, oggetti e servizi adatti alle esigenze umane.

Sicurezza nei sistemi informatici

• Tecniche di sicurezza: crittografia (nascondere i messaggi), Password (identificazione utenti), backup periodici dei dati, programmi antivirus, ecc. e il controllo degli accessi alle risorse.
• Virus informatici: programmi progettati per replicarsi e danneggiare i sistemi (anche formattando il disco rigido o cancellando i file importanti).
• Prevenzione: backup, utilizzo di password robuste, update di software (es. antivirus), e precauzione nell'apertura di allegati che sembrano sospetti.

###Copyright

• Copyright: diritto esclusivo degli autori di programmi/software.
• Licenza d'uso: il diritto di poter usare il Software (da parte dell'utente che l'acquista), ma solitamente per uso personale, e non per condivisione o distribuzione.

Tipi di commercializzazione del software

• Commerciale: software venduto all'utente finale, con pagamento.
• Shareware: software con periodo di prova gratuito, poi necessario per l'uso completo.
• Freeware: software gratuito per uso personale, ma non rivendibile.
• Public Domain: software gratuito senza limitazioni per l'utilizzo e la distribuzione.

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