Introduzione al Corso - Abilità Informatiche - PDF

Facoltà di Giurisprudenza Corso di Laurea in Servizi Giuridici Insegnamento: ABILITA’ INFORMATICHE Prof. Ing. Riccardo Botteri LEZIONE 1 INTRODUZIONE AL CORSO. HARDWARE, SOFTWARE, CONCETTI GENERALI...

Facoltà di Giurisprudenza Corso di Laurea in Servizi Giuridici Insegnamento: ABILITA’ INFORMATICHE Prof. Ing. Riccardo Botteri LEZIONE 1 INTRODUZIONE AL CORSO. HARDWARE, SOFTWARE, CONCETTI GENERALI 1 i. INTRODUZIONE AL CORSO. i.1. RISULTATI DI APPRENDIMENTO DELL’INSEGNAMENTO. L’insegnamento ha l’obiettivo di far conseguire allo studente i seguenti risultati di apprendimento: 1. Con riferimento alla conoscenza e capacità di comprensione: a) far acquisire allo studente consapevolezza della disciplina informatica evidenziando le distinzioni tra tecnologia dell’informazione e scienza dei calcolatori; b) fornire le conoscenze di base degli aspetti teorici e pratici dell'informatica che l’allievo potrà valorizzare nel prosieguo degli studi e nell’ambiente di lavoro; c) di introdurlo alla conoscenza di alcune tecnologie informatiche specifiche del corso di studio: infatti, dopo un’introduzione ai concetti fondamentali dell'informatica, ai software di office automation e alle reti di calcolatori, il corso presentata unità didattiche strettamente legate all’ambito economico-giuridico; d) di chiarire il rapporto tra i dispositivi attuali e le tipologie di reti più diffuse; e) di introdurre la conoscenza e l'utilizzo dei motori di ricerca specifici del settore economico- giuridico. 2. Con riferimento alla conoscenza e capacità di comprensione applicate: Nelle sessioni di studio sono proposte all’allievo numerose esercitazioni, a difficoltà crescente, su tutti gli argomenti del corso: a) alcune a risposta multipla (simulazione di prova teorica); b) diverse a risposta aperta (simulazione di prova pratica), che richiedono allo studente di produrre ed inviare il proprio elaborato digitale; c) altre che richiedono all’allievo di compiere alcune azioni/operazioni mediante pc (simulazione di prova di conoscenza), il corretto svolgimento delle quali può essere (ma è facoltativo) documentato utilizzando (ed inviando) degli screenshot. 3. Con riferimento all’autonomia di giudizio: acquisire i mezzi per valutare il potenziale di un PC, di una suite di produttività personale, di una rete domestica e del web in generale. 4. Con riferimento alle abilità comunicative: grazie al supporto delle nozioni apprese, lo studente sarà in grado di condividere le conoscenze acquisite e di usarle in piena autonomia. 5. Con riferimento all’abilità ad apprendere: lo studente acquisirà i mezzi per approfondire in autonomia le tematiche connesse ai contenuti del corso (ad esempio, riuscire a valutare le performance dei nuovi dispositivi e delle nuove suite di produttività basandosi sulla capacità di saper leggere le specifiche tecniche, ecc.). i.2. CONTENUTI DELL’INSEGNAMENTO. Concetti teorici di base: conoscenze di base della struttura e del funzionamento di un personal computer. Gestione dei documenti: principali funzioni di base di un personal computer e del suo sistema operativo, organizzazione e gestione di file e cartelle (ambiente Windows 11). Elaborazione testi: creare, formattare e rifinire un documento (Microsoft Word 2016). Fogli elettronici: tabelle, formule, grafici, diagrammi e statistiche (Microsoft Excel 2016). Presentazioni: diapositive, layout, stili ed animazioni (Microsoft PowerPoint 2016). 2  Reti informatiche: uso di Internet, motori di ricerca e posta elettronica (Microsoft Outlook 2016). Cenni di Informatica Giuridica e Diritto dell’Informatica: utilizzo delle banche dati e della ricerca giuridica in Internet; la sicurezza informatica; la tutela giuridica del software; i reati informatici; le firme elettroniche e la posta elettronica certificata; la formattazione e gli stili degli atti giudiziari. i.3. MODALITA’ DI SVOLGIMENTO DELL’ESAME. Gli esami si svolgono in forma scritta in tutte le sedi di eCampus. Nelle sedi di Novedrate e Roma è possibile inoltre sostenere solo l’orale, oppure lo scritto più eventuale orale. La durata della prova scritta è fissata in 60 min. Regolamento per lo svolgimento degli esami di profitto i.4. METODI DI ACCERTAMENTO DEI RISULTATI DI APPRENDIMENTO E MODALITA’ DI VALUTAZIONE. I metodi sono commisurati agli obiettivi formativi sopra elencati e prevedono attività di valutazione formativa e sommativa anche prima dell’esame finale. Non saranno ammessi all’esame finale gli studenti che non abbiano conseguito almeno la sufficienza (18/30) nella valutazione (“giudizio finale”) degli elaborati inseriti nel proprio ePortfolio. Gli obiettivi formativi sono accertati come segue. 1. Con riferimento alla conoscenza e capacità di comprensione: - valutata sulla base delle risposte a domande a risposta chiusa. 2. Con riferimento alla conoscenza e capacità di comprensione applicate: - valutata sulla base degli elaborati (file) richiesti dalle specifiche esercitazioni infracorso. 3. Con riferimento all’autonomia di giudizio: - valutata essenzialmente mediante svolgimento di esercizi in sede orale e/o mediante il ricevimento virtuale. 4. Con riferimento alle abilità comunicative: - valutata sulla base delle risposte a domande a risposta aperta e della proprietà di linguaggio ivi adoperato. 5. Con riferimento all’abilità ad apprendere: - valutata sia sulla base della conoscenza degli argomenti, sulla correttezza e chiarezza di esposizione manifestate nello svolgimento delle domande aperte e/o nell’eventuale prova orale, che sulla base della propria presentazione degli argomenti. Le valutazioni degli elaborati inviati e inerenti le esercitazioni infracorso sarà sia puntuale ("valutazione formativa") che globale ("valutazione sommativa"); se si utilizzerà per l'invio esclusivamente lo strumento 'ePortfolio', saranno ivi inseriti tutti i singoli feedback, altrimenti verrà inserito solo di tipo sommativo ("Giudizio finale") nel caso di utilizzo della funzione 'Miei documenti'. Il “Giudizio finale” dell’ePortfolio è espresso in trentesimi, ogni esercitazione da svolgere (sia test che infracorso) viene perciò valutata mediamente 1,5/30. Per i test multiple-choice: - la valutazione è fornita in automatico dal sistema; - l’invio all’ePortfolio è automatico dichiarando svolta l’attività, non occorre alcuna altra azione da parte dello studente. 3 Attenzione: i test di autovalutazione a risposta multipla online vengono erogati una sola volta dalla piattaforma durante la ‘frequenza’ del corso. Lo studente viene perciò avvisato -mediante pop-up- in anticipo sulla circostanza che la lezione in corso somministrerà un test, pertanto è necessaria una maggiore attenzione nel dichiarare gli avanzamenti dello studio. Se per qualsiasi motivo il test non viene sostenuto compiutamente non potrà poi essere riproposto dal sistema, né potrà essere sostituito da un invio a posteriori. Un portfolio che non contiene tutti i test potrà comunque raggiungere una valutazione sufficiente (dipenderà dalla qualità degli altri elaborati inviati per la valutazione) ma mai, ovviamente, ottima. Per ottenere il punteggio massimo all’esame finale, il candidato: - con riferimento alla conoscenza e capacità di comprensione, a. mostra nella sua produzione discorsiva (scritta e/o orale, durante l’esame finale e nel corso della valutazione in itinere) consapevolezza delle problematiche metodologiche connesse alla ricerca e allo sviluppo tecnologico in campo informatico; b. è in grado di dimostrare (in forma scritta e/o orale, durante l’esame finale e nel corso della valutazione in itinere) di aver acquisito completa autonomia con gli strumenti di produttività; c. dimostra in sede di esame finale, in forma scritta e/o orale, conoscenza approfondita delle problematiche giuridiche inerenti l’informatica; d. dimostra in sede di esame finale, in forma scritta e/o orale, conoscenza approfondita delle reti informatiche; e. è in grado di dimostrare (in forma scritta e/o orale, durante l’esame finale e nel corso della valutazione in itinere), di saper usare i motori di ricerca più diffusi, soprattutto quelli in ambito giuridico; - con riferimento alla conoscenza e capacità di comprensione applicate, a) consegue un giudizio finale all’ePortfolio non inferiore a 27/30; b) dimostra in forma scritta e/o orale capacità di articolare (o riconoscere, sotto forma di eventuali domande a risposta chiusa) un discorso critico concettualmente e terminologicamente competente sulle principali linee evolutive dell’informatica economico- giuridica; c) dimostra in forma scritta validata attraverso colloquio orale telematico, durante le attività di esercitazione in itinere, capacità di impostare autonomamente percorsi di ricerca su tematiche inerenti le esercitazioni infracorso, anche tramite l’individuazione di fonti autorevoli sul web; - con riferimento all’autonomia di giudizio, dimostra in forma scritta e/o orale capacità di trattare in modo problematico i confronti tra le diverse versioni di software e i potenziali delle reti informatiche più diffuse in ambito privato; - con riferimento alle abilità comunicative, dimostra capacità di costruire discorsi orali e/o scritti con impiego di concetti e terminologia specificamente pertinente per le tematiche affrontate dal corso, anche nel contesto di analisi di passi testuali specifici; - con riferimento all’abilità ad apprendere, dimostra in forma scritta validata attraverso colloquio orale telematico, anche durante le attività di esercitazione in itinere, capacità di utilizzare strumenti di apprendimento fondati su attività cooperative (es. WikieCampus, Cmap), di sapersi muovere in modo critico tra le fonti disponibili 4  online, di riconoscere e utilizzare in modo pertinente (nella prova finale scritta e/o orale, attraverso domande a risposta chiusa e/o a risposta aperta) concetti meta-discorsivi utili a riflettere sugli oggetti di apprendimento. i.5. BIBLIOGRAFIA. Tutti gli argomenti del programma sono pubblicati in piattaforma in modo esaustivo al fine della preparazione volta al superamento delle prove d’esame. Per ulteriori approfondimenti personali il testo consigliato è il seguente: Titolo: Informatica per le Scienze Giuridiche Autore: Riccardo Botteri Editore: Quaderni di Giurisprudenza - Collana Editoriale eCampus i.6. ATTIVITA’ DIDATTICA EROGATIVA E INTERATTIVA. Le attività didattiche erogative sono costituite dalle numerose videolezioni inserite a supporto delle singole sessioni di studio. Le attività didattiche interattive sono costituite essenzialmente dalle esercitazioni infracorso da svolgere: - test di autovalutazione a risposta chiusa, l’invio è automatico. Hanno tutti una soglia d'errore di tolleranza preimpostata pari al 10%. Ne consegue che, sei il test è composto da meno di 10 domande, per raggiungere il massimo punteggio (100%) non bisogna sbagliare nessuna risposta. Per le risposte errate, non è possibile, a posteriori, conoscerle, perché per ovvi motivi viene salvato solo il risultato finale, non le singole risposte date. Ma non c’è da preoccuparsene più di tanto, tali test non sono dirimenti per l'ammissione all'esame (vedi nota in corsivo al § i.4); - test a risposta aperta: occorre ricopiare le domande utilizzando un foglio di Word o di Blocco Note, aggiungendo poi le proprie risposte; - elaborati da produrre in autonomia, da inviare telematicamente al docente usando: A) gli strumenti dell’e-Portfolio, presenti sul portale nella propria pagina personale; B) la tradizionale funzione ‘Miei documenti’. In quest’ultimo caso è obbligatorio nominare i propri file citando il numero esatto dell’esercitazione (ad es. ‘ Lez. n. 4 - Esercitazione 4.3.3’) a cui fanno riferimento, pena la non correzione degli stessi. Gli invii effettuati mediante email, via Messaggistica o altro strumento extra-piattaforma universitaria, ovviamente, non saranno considerati validi. Si tenga anche presente che quando l'esercitazione riguarda Word, bisogna produrre ed inviare un file.docx, quando riguarda Excel, un file.xlsx, e così via, non serve inviare screenshot, video, PDF e/o qualsiasi altro tipo di documentazione diversa da quella richiesta dalla traccia dell’esercitazione. Per le esercitazioni su Windows e, in generale, quando l’esercizio chiede di compiere azioni sul proprio PC, stampare, ecc., ovviamente, non occorre uploadare alcun elaborato. Per essere ancora più chiari, l’obbligo di invio dei propri svolgimenti (cioè file con le specifiche estensioni) sussiste dalla n. 4.3 (inclusa) in poi. Per poter sostenere l’esame è necessario aver raggiunto almeno la sufficienza nella valutazione sommativa del Portfolio (da verificare sul portale, sezione ePortfolio, nella settimana che precede il giorno dell’esame per il quale è stata effettuata la prenotazione), che incide sul voto finale nella misura massima del 10% (cioè tre punti in più sul voto finale). 5  Tale maggiorazione verrà applicata solo se il punteggio finale conseguito all’esame di profitto è maggiore o uguale a 18/30. Gli svolgimenti delle esercitazioni infracorso devono rigorosamente essere individuali: in caso di plagio, riutilizzo di elaborati altrui anche parziale, non saranno considerati validi. La scadenza ultima per gli invii dei propri elaborati è fissata entro e non oltre 15 gg. prima della data d’esame. i.7. CONSIGLI DEL DOCENTE. Per dubbi e aggiornamenti sul corso, sulle modalità di svolgimento, di invio e di valutazione delle esercitazioni, consultare anche periodicamente la pagina del docente all’indirizzo http://servizi.uniecampus.it/portale/schedadocente.aspx?docente=4030, in particolare la sezione FAQ, soprattutto per coloro che utilizzano il Mac e se non hanno una licenza di MS Office disponibile. i.8. PROPEDEUTICITA’. Nessuna propedeuticità. i.9. CONTATTI. Indirizzo e-mail: [email protected] Da usare esclusivamente utilizzando la propria email istituzionale (@studenti.uniecampus.it): la lettura e la conseguente risposta non può essere garantita alle email provenienti da caselle di fatto anonime (ad es. @gmail.com, @yahoo.com, @libero.it, ecc.). IN BASE ALLA COMUNICAZIONE DI SEGRETERIA DEL 12/12/2013, I DOCENTI SONO CONTATTABILI ATTRAVERSO IL SISTEMA DI MESSAGGISTICA DELLA PIATTAFORMA (PREFERITO). Orario ricevimento online Ufficio Virtuale del Docente: Martedì 10.00-12.00 previo appuntamento; Ricevimento telefonico: dal Lun. al Ven., ore 11-13, previo appuntamento. i.10. COME SOSTENERE CORRETTAMENTE I TEST. Il primo passo per poter usufruire di una lezione è quello di cliccare sul bottone denominato “Inizio” presente in basso a destra nella sezione “Attività”. 6 È importante ricordare che: sia per i test che per le verifiche inviate non è possibile ripetere una prova svolta. Nella prossima figura è presente una presentazione dell’interfaccia grafica di un test. i.11. COME INVIARE LE ESERCITAZIONI AL DOCENTE PER LA CORREZIONE. Il primo passo per poter usufruire di una lezione, come già visto in precedenza è quello di cliccare sul bottone denominato “Inizio” presente in basso a destra nella sezione “Attività”. Seguire le indicazioni in figura per inviare un esercizio svolto al docente. 7 Una volta aperta la finestra denominata “Invio Verifica” è possibile, tramite il tasto “Sfoglia” ricercare nel proprio computer il file da inviare al docente. E tramite il campo note è anche possibile allegare un commento al file inviato. Una volta cliccato sul bottone “Sfoglia” sarà possibile selezionare il file da inviare puntandolo all’interno del proprio computer. 8 Cliccare ora sul bottone “Invia” per completare la procedura. Il documento sarà ora visibile al docente che provvederà alla correzione e ad un eventuale re-invio dell’esercitazione corretta. 9 1.0 CONCETTI GENERALI 1.0.1 DEFINIZIONI. L’Informatica è la scienza che si propone di raccogliere, organizzare, conservare e distribuire le informazioni tramite sistemi automatici di elaborazione dei dati. Il termine deriva dalla fusione delle parole INFORmazione autoMATICA. L'hardware rappresenta la parte fisica dell'elaboratore, cioè la parte meccanica, ottica, magnetica, elettronica: in pratica tutto ciò che si può toccare con mano all'interno di un computer, mentre il software è la parte logica di un elaboratore, cioè i programmi e le procedure che servono a risolvere i problemi dell'utente o a gestire e far funzionare l'hardware del computer. Alcuni esempi di hardware sono il mouse, la tastiera, il monitor, il lettore di cd/dvd/bd, l'hard-disk e tutte le componenti presenti all'interno del case (scheda grafica, scheda audio, ecc). Alcuni esempi di software sono il sistema operativo, i programmi di elaborazione testi, i giochi. La tecnologia dell'informazione (IT, cioè Information Technology) è l'insieme di tutte le tecnologie coinvolte nell'elaborazione, la memorizzazione e l'utilizzo delle informazioni. 1.0.2. CLASSIFICAZIONE DEI COMPUTER. I computer si possono classificare in mainframe, personal computer, laptop e PDA. I mainframe sono calcolatori che hanno un'elevatissima capacità di calcolo; a tali computer sono collegati centinaia di terminali con poca o nessuna capacità di calcolo attraverso i quali gli operatori inviano al mainframe le elaborazioni da eseguire. Oggi i mainframe tendono ad essere sostituiti da una o più reti di personal computer, più efficienti e flessibili, ma vengono normalmente utilizzati per le applicazioni di gestione dei Big Data, analytics e machine learning. I personal computer, come dice la parola stessa, sono computer progettati per un uso personale. Ad oggi sono il tipo di computer (in senso stretto) più diffuso. Con lo sviluppo tecnologico diventano sempre più potenti e, comparandoli con le prestazioni ed i costi dei modelli più vecchi, anche molto più economici. Sono impiegati negli uffici, nelle amministrazioni, nelle abitazioni private. I laptop (o notebook o computer portatili) sono computer "compatti“, in quanto molto leggeri e poco ingombranti. Attualmente hanno le stesse funzionalità (in termini di capacità di calcolo) dei personal computer, anche se a parità di prestazioni, mediamente, costano di più. Possono anche essere usati per qualche ora, grazie alla batteria incorporata, senza alimentazione tradizionale (corrente elettrica). I tablet sono dei particolari laptop caratterizzati da dimensioni extra-compatte, che utilizzano come unico sistema di input uno schermo controllato da una penna o tramite dita invece che una tastiera e un mouse. Il loro nome deriva dalla forma di tali dispositivi, che assomiglia a quella di una tavoletta utilizzata per la scrittura. Non essendo dotati di tastiera fisica, questi dispositivi utilizzano in genere una tastiera virtuale su schermo (quando strettamente necessario). Quando Apple ha presentato il primo iPad nel 2010, sul mercato c'erano davvero pochi tablet ma in soli pochi anni tale mercato si è decisamente aperto. A differenziare i tablet è soprattutto il sistema operativo: l'iPad ha un sistema operativo prodotto da Apple stessa, iOS, noto per la sua semplicità d'uso; in competizione diretta c'è Android, che è possibile trovare su una miriade di tablet di marche e prezzi differenti. Android è il sistema operativo di Google e ne esistono diverse versioni più o meno recenti, ma non tutti i dispositivi funzionano con quelle più nuove: l'ultima versione stabile disponibile del sistema operativo Android si chiama Android 12 (2021). 10 Molti produttori hanno adattato Android, per renderlo più aderente alle loro esigenze, modificandolo, quindi il sistema operativo non è sempre identico su tutti i dispositivi, specialmente dal punto di vista estetico; gli esempi più evidenti sono il Kindle Fire di Amazon e il Kobo, che hanno versioni personalizzate di Android e degli store dedicati. Il terzo competitor è invece Windows 11 di Microsoft, presente sia sul tablet di Microsoft stessa (il Surface) sia su tablet di terze parti, come ad esempio alcuni tablet Acer. Oltre a queste tre opzioni (iOS, Android e Windows 11) ci sono stati in passato anche concorrenti minoritari, come ad esempio il PlayBook della Blackberry: era un tablet più "serioso" ma perfetto per le funzioni da ufficio, perché in grado di "conversare" con gli smartphone della Blackberry. Un'altra importante macrosuddivisione commerciale dei tablet riguarda la loro connettività: - tablet dotati di connettività mobile (quella delle reti telefoniche), che possono cioè utilizzare una SIM card di un operatore telefonico per collegarsi a Internet o anche per effettuare e ricevere telefonate ed SMS; - tablet dotati di sola connettività WiFi. Queste due soluzioni hanno relativi vantaggi e svantaggi. I dispositivi con connettività mobile nativa sono completamente indipendenti, ma una volta definito l'hardware, la connettività rimane invariata nel tempo; la rubrica, il calendario e altre funzioni devono essere sempre aggiornati manualmente nel caso di sostituzione del proprietario. I dispositivi che fanno invece uso della sola rete wi-fi possono vedere un aggiornamento delle connettività di rete, conferendo di fatto l'aggiornabilità del dispositivo. I tablet sono anche caratterizzati da una ridotta intercompatibilità e interoperabilità con i Personal Computer (e relative periferiche) e da una limitata memoria di massa (HD). I PDA (Personal Digital Assistant, o palmari) erano computer di dimensioni molto ridotte (stavano nel palmo di una mano). Il loro costo era molto inferiore rispetto al costo di un portatile, ma presentavano ridotte capacità di calcolo e di memorizzazione rispetto ai personal computer. Erano dotati di un ampio schermo sensibile al tatto (si usava l’apposita penna). Ormai sono stati totalmente sostituiti dagli smartphone. 1.0.3. PARTI PRINCIPALI DI UN PC. I DISPOSITIVI I/O E LE PERIFERICHE. Innanzitutto vi è una scheda elettronica, detta scheda madre, la quale ospita, mediante appositi connettori, tutti gli altri componenti elettronici del pc (HD, memorie, CPU, BIOS, schede grafica, audio, ecc.): in pratica, rappresenta il “sistema stradale” all’interno del computer. L'unità centrale di elaborazione (Central Processing Unit, o CPU o processore) è la parte del computer che esegue i calcoli, il “cervello”. Deve elaborare ed eseguire tutte le operazioni che vengono richieste al pc. È di dimensioni molto ridotte (qualche centimetro quadrato) ed ha un dispositivo di raffreddamento che ne evita il surriscaldamento. Il chip del BIOS (Basic Input Output System) è il componente che governa la procedura di avvio del computer. Il disco fisso (o hard-disk) è il dispositivo che serve per immagazzinare dati (in senso ampio) in modo permanente, in modo da poterli reperire anche dopo aver spento il computer. Perciò tale tipo di “memoria” la si definisce anche memoria di massa (o secondaria), per distinguerla da quella volatile (o primaria), sulla quale invece il calcolatore carica temporaneamente i processi (programmi in esecuzione) ed i dati ad essi relativi. 11 All'interno del computer sono infatti presenti altri dispositivi di memorizzazione, come ad esempio la memoria RAM e la memoria ROM. La memoria RAM (Random Access Memory) è una memoria di tipo volatile: ciò significa che i dati in essa contenuti vanno perduti non appena si spegne il computer. La memoria ROM invece (Read-Only Memory, memoria di sola lettura) è un tipo di memoria non volatile sulla quale è possibile effettuare solo operazioni di lettura. Viene scritta una sola volta, dal costruttore, e contiene le informazioni necessarie all'avvio del sistema. Osservando il pannello posteriore di un pc troviamo raggruppate le porte (USB, seriale parallela, di rete, fireware), che consentono al computer di comunicare con i dispositivi di I/O e con il web. I dispositivi di input sono le periferiche che forniscono dati in ingresso al computer. Un tipico dispositivo di input è la tastiera; altri dispositivi di input sono il mouse (che tramite il movimento muove il puntatore sullo schermo), lo scanner (che permette di "leggere" un’immagine o un documento cartaceo e di trasferirlo all'interno del computer sotto forma di immagine), il microfono, ecc. I dispositivi di output sono le periferiche che permettono di mostrare il risultato di un'elaborazione. Alcuni esempi di dispositivi di output sono lo schermo e la stampante. 1.0.4. I PRINCIPALI FATTORI CHE INFLUENZANO LE PRESTAZIONI DI UN COMPUTER. Le prestazioni di un computer, cioè la sua velocità nell'eseguire le operazioni richieste, dipendono da vari fattori, tra cui: - la frequenza della CPU: più è elevata la frequenza della CPU, tanto maggiore sarà la velocità del computer; - la dimensione della RAM: la RAM contiene tutti i dati ed i programmi che sono coinvolti nell'elaborazione corrente. Per poter essere elaborato un dato deve essere prima trasferito nella memoria RAM, lo stesso vale per un programma per poter essere eseguito. Perciò una RAM veloce e capiente rende il computer più rapido; - il numero di applicazioni in esecuzione contemporanea: maggiore è il numero di applicazioni in esecuzione, maggiore è il tempo necessario per portare a termine ogni singola elaborazione. 12 1.1. L’HARDWARE. 1.1.1. FUNZIONI DELLA CPU E MISURA DELLE PRESTAZIONI. L'attuale architettura di un elaboratore è organizzata secondo il modello della Macchina di Von Neumann, definita nei tardi anni ’40 all’Institute for Advanced Study di Princeton, costituita da quattro elementi funzionali fondamentali: - l'unità centrale di elaborazione (CPU); - la memoria centrale; - il bus di sistema; - le interfacce verso le periferiche. La CPU è costituita da tre parti: l'unità di controllo (Control Unit, CU), l'unità aritmetico-logica (Arithmetic Logic Unit) ed i registri. La CU stabilisce quali operazioni devono essere eseguite e comanda la ALU. La ALU esegue i calcoli, effettua le operazioni logiche ed i confronti richiesti dalla CU. I registri sono delle celle di memoria contenute nella CPU che permettono alla CU di memorizzare temporaneamente alcune informazioni utili all'elaborazione, come ad esempio dati e risultati oppure indirizzi di celle di memoria RAM in cui sono contenute informazioni utili all'elaborazione. La velocità delle CPU presenti sul mercato è in continuo aumento. La velocità di una CPU (frequenza) si misura in MHz (MegaHertz) o in GHz (GigaHertz). Un MHz corrisponde ad un milione di operazioni al secondo, un GHz ad un miliardo di operazioni al secondo. Ad oggi la velocità delle CPU si aggira intorno ai 4 GHz (quattro miliardi di operazioni al secondo). Solo qualche anno fa si aggirava intorno ai 700 MHz (settecento milioni di operazioni al secondo). Parallelamente alle prestazioni, però, cresce anche il consumo di tali circuiti e, soprattutto, la produzione di calore che deve essere smaltita tramite alette di raffreddamento di dimensioni sempre maggiori. Ciò rappresenta un grave limite anche per i sistemi portatili. Per tale motivo i produttori da alcuni anni hanno abbandonato la continua corsa a velocità sempre superiori, orientandosi verso l'aggregazione di due o più microprocessori di media velocità in un unico involucro: in questo modo è possibile contenere i consumi, ridurre drasticamente la produzione di calore e contare sulla potenza di elaborazione di più CPU. 13 Sono così nati i microprocessori dual-core, che ospitano in un unico dispositivo due CPU di media potenza, i quad-core (quattro CPU), gli 8-core (otto CPU), ecc.. 1.1.2. MISURA DELLA MEMORIA DI UN COMPUTER. La memoria di un computer viene misurata con unità di misura come il bit, il byte, il KB (kilobyte), MG (megabyte), GB (gigabyte), TB (terabyte). Il bit è la più piccola unità di informazione (analogamente alla singola lettera di una parola): può avere il valore zero (0) oppure uno (1). Un byte è una sequenza di otto bit. Le altre unità di misura sono multipli del byte, in particolare: 1 KB = 1024 byte; 1 MB = 1024 KB; 1 GB = 1024 MB; 1 TB = 1024 GB. Generalmente un carattere occupa 1 byte; verificarlo scrivendo un carattere nell’applicazione BLOCCO NOTE, salvare e controllare la dimensione del file creato. 1.1.3. LA MEMORIA CENTRALE. La memoria centrale è` un passaggio “obbligato” per dati e istruzioni: la CPU può scambiare direttamente informazioni soltanto con la memoria centrale, che ha dimensioni limitate ed è volatile (cioè le informazioni memorizzate vengono perse allo spegnimento del computer). Come struttura, la memoria centrale è una sequenza di celle di memoria, ciascuna contenente una sequenza di bit chiamata parola ('word') di dimensione che cambia a seconda del tipo di calcolatore (8, 16, 32, 64 bit). La memoria centrale è anche caratterizzata da una capacità, che esprime la massima quantità di bit memorizzabili e che viene generalmente misurata in byte. I dispositivi fisici utilizzati per la memoria centrale sono: - la RAM (ad accesso casuale); - la ROM, nella quale vengono contenuti i dati e programmi per inizializzare il sistema; - la CACHE, che è un tipo di memoria particolarmente veloce ma molto costosa. Per questo motivo ha sempre dimensioni limitate, ma è molto utile per memorizzare i dati usati più frequentemente. - la PROM (Programmable ROM), che si può scrivere soltanto una volta mediante particolari apparecchi (detti programmatori di ROM); - la EPROM (Erasable-programmable ROM), che è cancellabile sottoponendola a raggi ultravioletti; - il Firmware, che è costituito dal software memorizzato nelle ROM (codice microprogrammato). 1.1.4. INTERFACCE E BUS DI SISTEMA. Le interfacce di ingresso/uscita (già elencate al punto 1.0.3.) consentono il collegamento dell’elaboratore con le varie periferiche (vedi punto 1.1.5.). Il bus di sistema interconnette la CPU, la memoria centrale e le interfacce verso dispositivi periferici (I/O, memoria di massa, etc.) ed è tale da collegare due unità funzionali alla volta: una trasmette e l’altra riceve. Il trasferimento avviene sempre sotto il controllo diretto della CPU. 14 Su questo supporto (spesso costituito da più linee) viaggiano dati, indirizzi e comandi; si distinguono perciò tali linee in: - bus dati ("data bus"): è bidirezionale e serve per trasmettere dati dalla memoria al registro dati o viceversa. Se la dimensione (numero di bit) del bus dati è uguale alla dimensione della parola, si può trasferire in parallelo un intero dato, altrimenti occorrono più trasferimenti; - bus indirizzi ("address bus"): è unidirezionale e serve per trasmettere il contenuto del registro indirizzi alla memoria. Viene selezionata una specifica cella per successive operazioni di lettura o scrittura; - bus comandi ("command bus"): è unidirezionale. Esempi: comando di lettura o scrittura verso la memoria, comando di stampa verso una periferica (interfaccia), ecc.. 1.1.5. LE PRINCIPALI PERIFERICHE DI INPUT DI UN COMPUTER. Le principali periferiche di input di un computer sono il mouse, il trackball, la tastiera, lo scanner, il touchpad, le penne ottiche, il joystick, la macchina fotografica digitale, il microfono. Il mouse consente, facendolo strisciare su una superficie, di spostare il puntatore sullo schermo. Ci sono vari tipi di mouse, tra cui quelli “a sfera" (una pallina al loro interno ruota facendo scorrere il mouse su una superficie, attivando dei sensori che rilevano lo spostamento e lo riproducono sullo schermo) e quelli ottici, molto più precisi e sensibili, basati appunto su un dispositivo ottico. Generalmente il mouse è dotato di due pulsanti più una rotella per scorrere il contenuto delle finestre. La trackball è molto simile ad un mouse, solo che è costituito da un dispositivo fisso sul quale è montata una sfera mobile: l'utente, ruotando la sfera, riesce a spostare il puntatore sullo schermo. Lo scanner permette di digitalizzare immagini e documenti cartacei, consentendone la memorizzazione all'interno del computer come immagine. Il touchpad serve allo stesso scopo del mouse, ma viene montato sui computer portatili: è una specie di tappetino (che NON si muove) che rileva i movimenti fatti su di esso dal dito dell'utente e li riproduce sullo schermo muovendo il puntatore. Una penna ottica è una penna speciale che alla pressione sull'apposito tappetino (usandola come una normale penna) lascia la traccia sullo schermo del computer. Le penne ottiche sono usate molto nelle applicazioni di disegno, nelle quali l'uso del mouse può risultare molto scomodo. I joystick sono dispositivi dalla forma e dimensioni molto variabili (possono ad esempio riprodurre il volante di un'automobile o la cloche di un aereo) che vengono utilizzati nei giochi nei quali l'uso del mouse o della tastiera, anche se quasi sempre possibile, può risultare scomodo. Una macchina fotografica digitale (fotocamera) è una macchina fotografica che memorizza le foto su una scheda di memoria digitale. Può essere connessa al computer tramite i cavi forniti dal produttore al fine di fare ritocchi, utilizzare le foto in altre applicazioni, creare calendari, stampare, visualizzare o semplicemente stoccare le foto (invece di stamparle o farle stampare). Il microfono può essere utilizzato ad esempio per fare conferenze, telefonate tramite internet o interagire con programmi (come ad esempio con alcuni corsi di lingua, che verificano la pronuncia), spesso integrato nella webcam (telecamera per pc). 1.1.6. LE PRINCIPALI PERIFERICHE DI OUTPUT. Sono i monitor, le stampanti, i plotter e gli altoparlanti. Il monitor è la periferica di output per eccellenza, consentendo di interagire con le applicazioni. Il plotter è un dispositivo che permette di tracciare su un foglio di carta punti e linee di vario spessore e colore. 15 Gli altoparlanti, o casse, permettono di ascoltare musica, suoni o di usare programmi come quelli per telefonare via internet. Alcuni dispositivi sono sia di input che di output: un esempio sono i touchscreen, dei particolari schermi interattivi, cioè sensibili ai tocchi delle dita di un utente. Un esempio di touchscreen è quello installato nelle emettitrici automatiche di biglietti ferroviari. 1.1.7. I PRINCIPALI DISPOSITIVI DI MEMORIA SECONDARIA. Le memorie secondarie (o di massa) sono dei dispositivi di memoria caratterizzati da una capacità di immagazzinare dati molto elevata, grazie alla quale le informazioni, i programmi e i dati presenti nella RAM possono essere conservati in maniera permanente. Tra le memorie secondarie troviamo: - il disco rigido o hard disk, in cui vengono memorizzati in maniera permanente tutti i dati (dal sistema operativo, ai programmi, ai dati elaborati dall'utente). Per dimensione è il più importante esempio di memoria secondaria; la capacità di un disco rigido, infatti, è molto elevata e arriva comunemente ad alcune centinaia di gigabyte (GB). Generalmente si trova all'interno del computer, tuttavia esistono anche dei dischi rigidi esterni da collegare all'elaboratore, che possono essere rimossi e trasportati; - i floppy disk o dischetti erano il supporto di memorizzazione più diffuso per trasferire dati da un computer all'altro; avevano il vantaggio di essere economici e facili da trasportare ma la quantità di informazioni memorizzabile era troppo limitata (quelli generalmente in uso erano i dischetti da 3,5 pollici con capacità di 1,44 MB). Per leggere un floppy disk occorre inserirlo nell'apposito lettore (floppy drive); - il CD (ovvero Compact Disc) è un disco a lettura ottica materialmente identico a un CD musicale, ma è in grado di memorizzare dati e programmi e può contenere una grande quantità di informazioni (circa 700 MB). Esistono 3 differenti tipi di CD: 1) i CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory), che non possono essere registrati dall’utente ma solo letti un numero illimitato di volte; 2) i CD-R (Compact Disc Recordable), che possono essere registrati una sola volta e letti un numero illimitato di volte; 3) i CD-RW (Compact Disc Re-Writable), che possono essere sia registrati che letti innumerevoli volte. Il DVD (Digital Versatile Disc) può contenere da un minimo di 4.7 GB a un massimo di 8,5 GB di informazioni, cioè l'equivalente di 6 o 12 CD-ROM. Ne esistono diverse tipologie: scrivibili (una sola volta), riscrivibili (più volte) e pre-registrati (non scrivibili). Un DVD inoltre può contenere audio, video o dati, ad esempio sotto forma di programmi multimediali. I BD (Blu-ray Disc) rappresentano la più recente evoluzione dei CD e dei DVD. Hanno una capacità di memorizzazione di 25 GB per i dischi a singolo strato e di 50 GB per i dischi a 2 strati. Tra gli altri supporti di memorizzazione dei dati ricordiamo: - lo zip disk, che ha lo stesso aspetto del floppy ma ha una capacità di 100-700 MB; - i data-cartridge, cartucce a nastro magnetico utilizzate per fare delle copie di backup dei dischi fissi; - i nastri magnetici, su cui vengono registrati dati e programmi in modo sequenziale. Per pervenire alle informazioni desiderate bisogna prima scorrere le informazioni precedenti; 16  - altre unità di memoria mobili (tipo le chiavi USB), che vengono collegate al computer tramite la porta USB (Universal Serial Bus). Hanno forme diverse e capacità variabili, in genere da 4 a 64 GB. 1.1.8. LA FORMATTAZIONE DI UN DISCO. La formattazione di un disco serve per poter rendere utilizzabile il disco stesso e per cancellare tutti i dati contenuti al suo interno. Formattando il disco viene creata la struttura per poter memorizzare i dati al suo interno, chiamata file system. Esistono diversi tipi di file system, in base al sistema operativo utilizzato. In Windows 10 i file system utilizzabili sono i tipi exFAT e NTFS; ad esempio, per formattare un’unità A: (floppy) o E: (hard disk) è sufficiente puntare il mouse sulla relativa icona, cliccare sul tasto destro e scegliere il comando “Formatta…” nel menù di scelta rapida. 17 1.2. IL SISTEMA OPERATIVO E IL SOFTWARE 1.2.1. SOFTWARE DI SISTEMA E SOFTWARE APPLICATIVO. Il software di sistema è, di fatto, il sistema operativo; in genere viene fornito preinstallato dal costruttore del computer (ad esempio Windows 10). Il software di sistema si occupa della gestione delle risorse hardware del computer e ne permette il funzionamento, mentre il software applicativo serve per risolvere i problemi dell'utente. Esempi di software applicativo sono Word ed Excel. Generalmente di uno stesso software ci sono più versioni: tale molteplicità è dovuta principalmente a: - la correzione di errori (bug) presenti in versioni precedenti; - l'introduzione di nuove funzionalità. 1.2.2. LE PRINCIPALI FUNZIONI DI UN SISTEMA OPERATIVO E I PROGRAMMI APPLICATIVI PIÙ DIFFUSI. Le principali funzioni di un sistema operativo sono: - la gestione della CPU; - l’inizio e la fine della sessione di lavoro del calcolatore; - la gestione della memoria; - la gestione delle periferiche di input e di output; - la gestione dei file registrati sulla memoria di massa; - la gestione degli accessi. I programmi applicativi di uso più comune sono gli elaboratori di testo (per creare, modificare e formattare testi), i fogli elettronici (per eseguire automaticamente calcoli e creare grafici), i database (per gestire al meglio grandi quantità di dati), i browser web (per navigare in internet), i programmi di desktop publishing (per la creazione di volantini, manifesti, biglietti e calendari), i programmi di contabilità. 1.2.3. LA GRAPHICAL USER INTERFACE. La GUI è l'insieme degli elementi grafici del sistema operativo, che compongono l'interfaccia grafica, con la quale l'utente interagisce per svolgere le varie funzioni. In Windows ad esempio alcuni elementi della GUI sono le icone, le finestre ed i menù. 1.2.4. LE DIVERSE FASI DI SVILUPPO DEL SOFTWARE. L'insieme delle fasi che accompagnano un software durante la sua vita si chiamano "ciclo di vita del software". Il ciclo di vita di un software si può scomporre in queste fasi: - analisi e progettazione, nelle quali si analizzano il problema da risolvere, le esigenze dell'utente, le risorse disponibili e viene sviluppata l'architettura del progetto (costruzione dell'algoritmo, vedi paragrafo seguente); - programmazione (o sviluppo), nella quale viene scritto il codice del software; - test, nella quale viene testato il software realizzato e vengono corretti gli eventuali bug riscontrati; - rilascio, nella quale viene consegnata all’utente la versione definitiva del software. 18 1.2.5. GLI ALGORITMI. Un algoritmo è una sequenza di istruzioni che può essere impiegata per rappresentare lo sviluppo di un processo qualsiasi, partendo da uno stadio iniziale (input) fino ad arrivare ad uno stadio finale (output), tramite in insieme di istruzioni (o passi) ben definite. Nell'informatica gli algoritmi sono usati come metodologia per descrivere un'attività di elaborazione dei dati. Per esempio vengono costruiti algoritmi per calcolare il minimo comune multiplo di un determinato insieme di numeri, o per ordinare (alfabeticamente) delle parole o (in senso crescente, ad esempio) un elenco di numeri. Le singole istruzioni (o un gruppo di istruzioni) che compongono l'algoritmo possono essere eseguite una volta sola o più volte: in quest'ultimo caso vengono chiamate cicli; può anche succedere che un'istruzione (o un gruppo di istruzioni) non viene eseguita affatto, perché l'esecuzione è subordinata al verificarsi di una specifica condizione. A titolo di esempio, sia: X = {x1, x2, …. , xi, …. , xn} un insieme numerico di cui si vuol creare un algoritmo in grado di individuare il numero minore, min X. Dato di input: insieme di numeri X; Dato di output: il numero minore tra quelli dell'insieme X. Passo 1: x1 = min X; Passo 2: per i = 1,….,n esegui: se xi < x1 allora: xi = x1 Passo 3: Restituisci min X = xi. E' evidente che il passo 2 è un ciclo, che assegna alla variabile xi (inizialmente pari a x1) un nuovo valore ogni volta che la condizione "