Il computerConcetti base sulle tecnologie ICT (Information and communication

technology) e breve storia del computer

Storia del computerA parte l'abaco, che è il più antico strumento di calcolo usato dall'uomo, le prime macchine costruite per effettuare meccanicamente operazioni di calcolo, tali che ad un variabile input dell'utente producessero un corrispondente output come effetto di un processo dei dati immessi determinato da una regola matematica o logica, sono molto antiche.Le prime importanti esigenze di calcolo riguardarono principalmente l'astronomia, disciplina legata da un verso a concezioni religiose o comunque spiritualiste.

L’abaco è lo strumento più antico di calcolo di cui si conosca traccia, i primi esemplari, sotto forma di “tavolette di calcolo” sono apparsi in Mesopotamia e in Cina intorno al 1200 a.C.

Fù Blaise Pascal filosofo, matematico e fisico francese, nel 1643 a realizzare una macchina che eseguiva automaticamente addizioni e sottrazioni, la Pascalina.

Charles Babbage, matematico inglese, costruì nel 1834 il primo calcolatore digitale automatico di uso generale (addizioni, sottrazioni, divisioni, moltiplicazioni). Il calcolatore prese il nome di “macchina analitica’”, e costituì un modello per tutti i successivi calcolatori digitali. Tale macchina poteva essere utilizzata tramite delle schede perforate”.

Thomas J. Watson, imprenditore americano, fondò nel 1924 l’International Business Machine, meglio nota ai nostri giorni come IBM. La nuova azienda diventò in poco tempo il più potente impero industriale nel settore informatico. Thomas è, inoltre, l’uomo che coniò lo slogan “THINK” che ancor’oggi invade i prodotti e gli slogan pubblicitari di IBM.

I primi computer elettronici nascono sul finire della seconda guerra mondiale. A quell’epoca erano molto diversi da come li concepiamo oggi: si trattava di enormi calcolatori, grandi quanto un intero edificio, che venivano utilizzati per scopi specifici. Non avevano un sistema operativo, il loro funzionamento era determinato dal loro schema elettrico invece che da un programma. Il più famoso di questi, il “Colossus” (o “Mark I”), fù costruito nel 1943 dal governo britannico per decriptare in maniera più rapida le comunicazioni radio dei Tedeschi criptate con la macchina ENIGMA.Nel 1945, dopo la fine della grande guerra gli Americani intuirono l’utilità che i calcolatori avrebbero potuto assumere anche per scopi non bellici.

Iniziarono così la realizzazione di un calcolatore che fosse “programmabile”, nacque l’ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer). Il suo scopo era quello di effettuare calcoli balistici per l’esercito americano. La programmazione di questa enorme macchina veniva realizzata esclusivamente in linguaggio macchina, ossia secondo codici binari direttamente eseguiti dal processore, ed era realizzata per mezzo di una serie di spinotti inseriti su particolari schede. Lo studio dei calcolatori si trasferì nelle università degli Stati Uniti, dove il lavoro di molti ricercatori ed in particolare del matematico e fisico John Von Neuman portò a definire le basi dei moderni calcolatori: non più sofisticate calcolatrici ma entità capaci di eseguire sequenze di comandi (algoritmi).

John von Neumann definì per la prima volta il concetto di elaboratore elettronico a programma memorizzato, la cosiddetta “macchina di von Neumann”. Neumann fù il primo a inquadrare in una teoria matematica coerente le “macchine intelligenti” e gli automi. Per questo è anche considerato come il padre dell’informatica.

Un anno dopo, John Von Neumann e altri realizzarono il primo vero computer l’EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer) dotato di un primo rudimentale “Sistema Operativo”. Derivato dall’ENIAC, esso ne perfezionò il concetto di programmabilità, in quanto i programmi, anziché essere inseriti dall’esterno, sono incorporati nella memoria della macchina e richiamabili a piacimento.Nel 1957 l’IBM introduce e inizia le installazioni dei sistemi RAMAC (Random Access Method Of Accounting And Control). Si tratta dei primi elaboratori commerciali che dispongono di una unità a dischi fissi (hard-disk) per la memorizzazione di dati che sostituisce le ingombranti e lente unità a nastro magnetico.Nel 1962 nasce al MIT il primo videogame della storia per merito dello studente Steve Russell.

Space War

Il primo gioco giocato da un computer è tris.

Intorno al 1969 presso i Bell Labs (AT&T) Ken Thompson inventò il sistema operativo Unix. Questo nuovo sistema operativo a differenza dei predecessori era multiutente e multiprocesso, ovvero potevano essere eseguiti più programmi contemporaneamente e poteva essere utilizzato da più utenti nello stesso momento; era dotato di strumenti di “networking”, ovvero: due sistemi unix potevano dialogare tra di loro attraverso una rete.In seguito il Dipartimento della Difesa USA commissiona ARPANET la rete antenata di Internet. Lo scopo di questa rete era mantenere in contatto i centri strategici militari americani in caso di attacco con armi nucleari

ARPAnet non venne mai pienamente utilizzata per scopi militari, le università e gli uffici governativi americani iniziarono anche loro a richiedere un nodo di collegamento per poterne farne parte.Nel 1971 Ray Tomlinson realizza la più importante applicazione della rete: la posta elettronica. Con Newman spediscono il loro primo messaggio E-mail attraverso la rete.Nel 1977 esce sul mercato l’APPLE II il primo home computer con programmi di videoscrittura, fogli di calcolo, giochi e tanto altro. Nello stesso anno Bill Gates e Paul Allen fondano la Microsoft.

Nel 1982 Commodore presenta il Commodore 64. Il calcolatore più venduto della storia: fra 17 e 22 milioni di unità.

Nel 1984 l’Apple annuncia il personal computer Macintosh. Sony e Philips introducono i primi CD-ROM, che forniscono una enorme capacità di registrazione dei dati (fino a 640mb).

Nel 1985 La Microsoft sviluppa Windows 1.0, introducendo aspetti tipici del Macintosh (menù, finestre, icone) nei computer DOS compatibili.Nell’aprile del 1994 nasce il software che cambierà la storia: Jim Clark e Marc Andreesen fondano la Netscape Communications. Alla fine dell’anno esce il browser Netscape Navigator ed è subito il boom dei navigatori del web.Nel 1995 la Microsoft, con una straordinaria operazione di mercato, lancia Windows 95 che include il browser Internet Explorer. Per questo motivo la Microsoft subirà un processo per concorrenza sleale. La mossa di Microsoft permette di conquistare la leadership della navigazione in Internet costringendo la Netscape a chiudere.

Dal 2000 al 2012 internet è ovunque attraverso connessioni via cavo, satellite o wi-fi: da ogni dispositivo è possibile accedere a internet. I telefoni cellulari si sono trasformati in dei mini PC tascabili connessi permanentemente alla rete e capaci di eseguire video in tempo reale. Anche la telefonia migra sulle rete, grazie ad esempio a Skype , è possibile telefonare sfruttando la rete. E’ anche il periodo in cui Apple ritorna alla ribalta creando prodotti come l’iPhone e l’iPad basati su un interfaccia touch di estrema qualità e usabilità.

Il computer

Con computer si intende un dispositivo in grado di eseguire programmi.

Con hardware si intendono tutte le componenti elettroniche del computer, cioè la sua parte FISICA. Con software si intendono i programmi del computer.

Come si «usa» l’informatica

Il computer serve principalmente a risolvere problemi e fornire dei servizi mediante l’uso di appositi programmi. Come si creano questi programmi?Per fare un esempio molto pratico: quasi tutti usiamo word, excel o facebook, ma chi li ha inventati e creati affinché noi potessimo usarli? Come si fa a CREARE un programma?

L’Algoritmo

Un Algoritmo è una sequenza logica di istruzioni che, se eseguite nell’ordine stabilito, permettono la soluzione di un problema in un numero finito di passi. Un problema risolvibile mediante un algoritmo si dice computabile. Il termine "algoritmo" deriva dalla trascrizione latina del nome del matematico persiano al-Khwarizmi, che è considerato uno dei primi autori di algoritmi.

Esempio Inizio

Prendi due uova dal frigorifero

Sono fresche?

Sbatti le uova in una ciotola

Metti a scaldare un po’ di olio in una teglia

Vai a comprarle :D

L’olio è caldo?

Versa le uova sbattute nella teglia

La frittata è cotta?

Fine

sì

no

nosì

no

sì

• Decimale = 10 cifre;• Binario = 2 cifre (bit in informatica);• Esadecimale = 16 cifre;• Ottale = 8 simboli.

Sono i calcolatori più potenti in assoluto e sono molto costosi.Sono spesso proprietà di enti di ricerca, come ad esempio nella ricerca nucleare o nella meteorologia.Vengono utilizzati in condivisione da più operatori contemporaneamente. Recentemente il divario tra la potenza della CPU di un supercomputer e tra il microprocessore di un normale PC è andato assottigliandosi e ad oggi i supercomputer sono un insieme di centinaia di migliaia di unità di calcolo di normali PC connessi tra loro.

Sono computer molto grandi e sofisticati ed anche molto costosi. Vengono utilizzati • In ambito militare;• Per gestire ed amministrare grandi e medie

aziende;• Per gestire ed amministrare lo stato e gli uffici

pubblici.

Sono dei Mainframe in miniatura. Hanno potenza medio alta e sono utilizzati in piccole e medie aziende .

Sono abbastanza simili ai PC, ma possiedono una potenza di calcolo e prestazioni grafiche molto più elevate. Sono usate per la progettazione, lo sviluppo grafico e la creazione di software.

L’hardware è la struttura fisica del computer. I principali dispositivi che si trovano all’interno del case, il telaio all’interno del quale sono installati i principali componenti di un computer, sono:• La scheda madre (mainboard);• La CPU (Central Process Unit);• Le memorie• Le memorie di massa• Le porte di comunicazione

I principali dispositivi che si trovano all’esterno del case, detti unità periferiche, sono :

• Dispositivi di input;• Dispositivi di output;• Dispositivi misti di input e output.

La scheda madre è una scheda elettronica che raccoglie tutta la circuiteria elettronica di interfaccia tra i vari componenti principali.Fa da supporto e connessione tra i componenti interni al case e contiene una serie di circuiti adibiti al controllo delle varie parti.Sulla scheda madre si trovano come componenti separati:• Il microprocessore (CPU);• Le memorie (RAM e ROM);• Le interfacce per i supporti di massa (Hard disk, Floppy

disk, CD, DVD);• I connettori necessari per la gestione delle

periferiche(mouse e tastiera.)

La CPU sovraintende al funzionamento dell’intera macchina ed esegue le istruzioni ed i vari programmi.Le due funzioni principali sono leggere o scrivere i dati in memoria, per questo si divide in due parti:1. L’unità ALU(Arithmetic Logic Unit) sede delle

operazioni logico-aritmetiche;2. L’unità di controllo che recupera le istruzioni dalla

memoria, codificandole ed eseguendole.Esistono due modelli principali di CPU3. Architettura di VON NEUMANN in cui dati e istruzioni

risiedono nella stessa memoria4. Architettura di Harvard in cui risiedono in memorie

diverse.

L’unità di misura della memoria è il byte.Il byte è costituito da 8 bit.Il bit (binary digit) è un segnale elettrico che può essere presente o assente nel circuito del computer, assumendo rispettivamente i valori 0 o 1.8 bit, cioè un byte, compongono il codice binario di un carattere della tastiera.Tali caratteri sono codificati secondo lo standard ASCII (American Standard Code Information Interchange).

La memoria RAM (Random Access Memory) è la memoria dove vengono conservati i dati in corso in corso di elaborazione, cioè i documenti aperti, e le istruzioni del programma in esecuzione. È una memoria di scrittura e lettura delle informazioni ed è una memoria volatile, cioè perde le informazioni se non è alimentata elettricamente. Può essere paragonata alla nostra memoria a breve termine.

La memoria ROM (Read Only Memory) è una memoria permanente di sola lettura che viene scritta una volta sola in fase di fabbricazione del computer.All’interno della RAM si trova il BIOS (Basic Input Output System) un software che contiene tutti i programmi elementari sufficienti al controllo della tastiera, dello schermo, dei dischi rigidi, dei floppy e delle comunicazioni seriali. Il BIOS fornisce una serie di funzioni di base per l'accesso all'hardware e alle periferiche integrate nella scheda madre da parte del sistema operativo e dei programmi.

Le memorie di massa consentono di registrare i dati in modo permanente, cioè non sono memorie volatili.Le principali sono• Di tipo magnetico (Hard Disk, Floppy…);• Di tipo ottico (CD, DVD).

L’HD è la memoria permanente del computer in cui si conservano i programmi, i dati e i documenti. Gli attuali HD hanno capacità di centinaia di GB. Esistono anche HD esterni che si possono collegare al computer.

La penna USB o chiavetta USB (anche in inglese USB flash drive, o pendrive) è una memoria di massa portatile di dimensioni molto contenute (qualche centimetro in lunghezza e intorno al centimetro in larghezza) che si collega al computer mediante la comune porta USB.Date le dimensioni ridotte e la facilità di utilizzo sta diventando l’unità preferita per il trasporto fisico dei dati.La velocità di trasferimento dei dati è maggiore rispetto a quella di CD e DVD.

La tastiera è la principale unità di input deriva direttamente dalla tastiera in uso nella vecchia macchina per scrivere è appositamente studiata per poter immettere dei dati per mezzo della pressione manuale dei tasti. Di solito le tastiere sono “nazionalizzate”, ciascuna lingua adotta un set di caratteri dell'alfabeto, oltre ai numeri, punteggiatura e alcuni caratteri detti di controllo.

Tipi di tastiera• Tastiera americana

• Tastiera italiana

Il mouse è un dispositivo di input che invia al computer l’informazione è selezionata tramite un indicatore sullo schermo chiamato cursore cui è trasmesso lo spostamento del mouse sulla scrivania. È dotato di uno o più tasti ai quali possono essere assegnate varie funzioni.

Lo scanner è la periferica di input in grado di acquisire immagini da superfici piane (in genere fogli di carta o foto) che, tramite appositi programmi, sono memorizzate nel computer come immagini. Lo svantaggio è che il computer non farà distinzione tra parti di immagini e parti di testo scannerizzate. Per riconoscere l’immagine come parte di testo modificabile serve un’ opportuna tecnologia in commercio chiamata OCR (Optical Character Recognition ).

Il Monitor è l’interfaccia principale con cui l’operatore umano è in grado di controllare l’attività del computer. Originariamente erano costituiti da tubi catodici (CRT), attualmente sono sempre più diffusi gli schermi piatti a cristalli liquidi (LCD). Per specifiche applicazioni possono essere utilizzati monitor sensibili al semplice tocco delle dita (in questo caso diventano periferiche sia di input che di output).

Le Stampanti si distinguono in base alla modalità di stampa:- ad aghi: ormai obsolete perché rumorose, molto lente, producono stampe di bassissima qualità ed utilizzano speciali moduli continui di carta. Usano una testina ad aghi che batte su un nastro inchiostrato, come nelle vecchie macchine per scrivere;- laser: simili, nella tecnologia di stampa, alle fotocopiatrici, hanno un’ottima qualità di stampa e stampano molto velocemente ed in modo silenzioso. Sono adatte per grossi volumi di lavoro;

- a getto d’inchiostro: La stampa avviene spruzzando sulla carta un sottilissimo getto d’inchiostro liquido. Più lente e con qualità di stampa leggermente inferiore, sono più piccole ed economiche che quelle laser.

Possono essere a colori o in bianco e nero.

Il Software è l’insieme delle istruzioni o programmi che contengono le informazioni necessarie per svolgere tutte le diverse funzioni del computer.Si dividono in • Software di sistema, detto Sistema Operativo;• Software applicativo, detti programmi.

Il programma principale di un computer è il Sistema Operativo , che si occupa di gestire la macchina, le sue risorse e i programmi che vi sono eseguiti e permette all’utente di installare altri programmi. All’interno di uno stesso computer possono essere caricati più sistemi operativi, ma dovranno essere usati uno alla volta.

I principali sistemi operativi sono:• MS-DOS Adottato dall’IBM è stato il primo sistema

operativo ad avere unificato l’uso dei PC. • MAC-OS Questo sistema operativo è stato elaborato

dalla società americana Apple ed è stato il primo a interfaccia grafica GUI (Graphical User Interface) che permette un’interazione in cui ogni operazione è mediata da una rappresentazione grafica.

• WINDOWS Il sistema operativo windows è prodotto dalla Microsoft; applica l’interfaccia grafica GUI all’MS-DOS. Ad oggi è il più diffuso per i PC domestici.

• UNIX-LINUX Sistema operativo molto potente che permette la gestione stabile ed efficiente di un computer da parte di un elevato numero di utenti. L’utilizzo di Unix richiede personale specializzato con elevate competenze tecniche. Linux rappresenta l’avanguardia del software libero e del progetto open source, che indica un software i cui autori (più precisamente i detentori dei diritti) ne permettono, anzi ne favoriscono il libero studio e l'apporto di modifiche da parte di altri programmatori indipendenti.

InternetLe reti "telematiche" esistono da più di vent’anni. Ma il fenomeno di cui si parla oggi, genericamente definito "internet", nella forma in cui lo conosciamo è nato in Italia nel 1994; e nel resto del mondo non molto prima.Variamente definita, Internet è sostanzialmente la "rete delle reti", cioè un insieme di reti di computer sparse in tutto il mondo e collegate tra loro, a cui possono accedere migliaia di utenti per scambiare tra loro informazioni.Tecnicamente la definizione più corretta di Internet è forse quella di una federazione o un insieme di reti in grado di comunicare.

La parola Internet, prima ancora di indicare una electronic highway è anzitutto una espressione inglese formata da due parole intere net (rete), con cui si indica un collegamento tra due reti attraverso una gateway (via d’accesso): è questo collegamento che permette a qualsiasi computer di una rete di comunicare con un qualsiasi altro computer di un’altra rete. Si capisce meglio allora quale sia la potenzialità comunicativa di Internet se la rete è un’immensa ragnatela fondata da migliaia di reti di computer sparse in tutto il mondo e tutte collegate tra loro.

Al di là del tentativo di definirla, per descrivere Internet sono state usate varie analogie; la più frequente è quella delle reti telefoniche locali o nazionali che nel loro insieme formano una immensa rete internazionale, della quale molti possiedono una parte, senza che nessuno possa possederla tutta; infatti si dice che Internet non è di nessuno, anche se - perché il tutto funzioni - tutti devono tenere in efficienza la parte di loro proprietà. Non mancano naturalmente analogie più fantasiose, tra cui quella della scuola di McLuhan che vede Internet come "prolungamento" all’esterno del nostro cervello (così come la televisione era il prolungamento all’esterno della nostra vista) o quella addirittura fantascientifica secondo cui Internet sarebbe un "cervello collettivo".

Comunicazione.

Internet è una rete mondiale formata da milioni di computer, che tra loro possono essere molto diversi e funzionare con differenti sistemi operativi. C’è quindi da porsi non solo il problema di come avvenga la trasmissione dei dati nella rete, ma anche della loro intelligibilità; cioè di come fa un computer a decifrare un messaggio scritto con un computer ed un programma di scrittura completamente diversi. Va allora chiarito che in Internet due computer connessi possono comunicare tra loro solo utilizzando lo stesso protocollo (che vedremo più avanti) intendendo per protocollo l’insieme delle regole che ne permettono la comunicazione: si tratta in pratica di un insieme di convenzioni che definiscono un linguaggio comune, il quale a sua volta rende possibile la comunicazione fra computer dotati di sistemi operativi diversi.

Quando si manda o si cerca una informazione via Internet, è evidentemente indispensabile che il destinatario sia chiaramente individuato da un preciso indirizzo, altrimenti la comunicazione rischia di perdersi nella rete. Quindi due computer per comunicare tra loro tramite Internet hanno bisogno almeno di: un indirizzo che li individui con precisione assoluta, cioè di un IP address; un protocollo, cioè un linguaggio comprensibile da entrambi. Nella rete Internet incontreremo almeno due tipi di indirizzi: gli E-mail, cioè gli indirizzi per la posta elettronica; gli Url, cioè un indirizzo che si usa per gli altri protocolli di comunicazione gestiti da un browser, cioè da un programma di gestione di servizi Internet.

L’Url permette di arrivare con sicurezza al server, cioè al computer remoto presso cui l’oggetto da noi cercato si trova. A questo punto servono naturalmente le informazioni normali per cercare un oggetto nel computer di un utente, cioè la directory, le eventuali sottodirectory e il file che lo contiene. Il messaggio di posta elettronica finisce in una casella all’interno del server dove risiede l’indirizzo di destinazione. Il messaggio rimarrà nel server finché l’utente non si collegherà alla rete e scaricherà nel proprio computer tutti i messaggi arrivati alla sua mailbox (cassetta delle lettere). Se l’utente è collegato, potrebbe aver attivato un programma che ad intervalli regolari controlla l’arrivo di nuova posta segnalando con un avviso sonoro eventuali nuovi messaggi arrivati.

Reti LAN

Local Area Network (LAN) (in italiano rete in area locale, o rete locale) è una tipologia di rete informatica contraddistinta da un'estensione territoriale non superiore a qualche chilometro. In una rete LAN• Il numero di computer collegabili è limitato;• I computer connessi devono essere in un’area

inferiore al km quadrato.

I vantaggi tipici di una LAN sono:• condivisione di dati e programmi;• condivisione di un collegamento a Internet unico per

più PC;• condivisione di accesso a risorse hardware (stampanti,

periferiche fax, modem, etc.);• riduzione dei costi grazie alla condivisione;• standardizzazione delle applicazioni;• gestione più efficiente di dati, comunicazione e

pianificazioni.

Reti WAN

• La rete di comunicazione geografica, in sigla WAN (dall'acronimo inglese "Wide Area Network"), anche abbreviata in rete geografica, è una tipologia di rete di computer che si contraddistingue per avere un'estensione territoriale pari a una o più regioni geografiche.

• Molte WAN sono costruite per una particolare organizzazione e sono private. La più grande WAN mai realizzata, Internet, una rete di computer che copre l'intero pianeta, è invece ad accesso pubblico.

Le reti WAN si caratterizzano per• Il numero elevato di computer che vi si possono

collegare;• La possibilità di far interagire computer molto distanti

tra loro;• La necessità di collegare il computer ad un modem

per permettere la trasmissione del segnale sulla linea telefonica.

WWW: World Wide Web

Caratteristica principale della rete Web è che i nodi che la compongono sono tra loro collegati tramite i cosiddetti link formando un enorme ipertesto. E i suoi servizi possono essere resi disponibili dagli stessi utenti di Internet. Per quanto riguarda i contenuti, quindi, il Web possiede la straordinaria peculiarità di offrire a chiunque la possibilità di diventare editore e, con una spesa estremamente esigua, di raggiungere un pubblico potenzialmente vastissimo distribuito in tutto il mondo.[

HTMLIn informatica l'HyperText Markup Language (HTML) è un particolare protocollo di di comunicazione che serve per accedere al ricco patrimonio di documenti e informazioni offerti dal WWW. L’enorme quantità di contenuti e la possibilità di muoversi attraverso i vari documenti tramite un impercettibile filo virtuale possono far pensare ad una ragnatela che avvolge il mondo. Questo è il significato di WEB, cioè l’insieme dei documenti e dei collegamenti presenti in Internet.Tutti i siti web, sono identificati dal cosiddetto indirizzo web, una sequenza di caratteri univoca chiamata in termini tecnici URL che ne permette la rintracciabilità nel Web.

Il browser

Il browser o navigatore è un programma che consente di usufruire dei servizi di connettività in Rete e di navigare sul World Wide Web, permettendo di visualizzare i contenuti delle pagine dei siti web e di interagire con essi. Quest'ultima funzionalità è supportata dalla capacità del browser di interpretare l'HTML — il codice con il quale sono scritte la maggior parte delle pagine web — e di visualizzarlo in forma di ipertesto.I browser vengono principalmente utilizzati su personal computer, ma anche su altri dispositivi come i palmari e gli smartphone. Quelli più noti e diffusi sono Internet Explorer, Mozilla Firefox, Google Chrome, Safari e Opera.