cos'è computer

COME FUNZIONANO I COMPUTER?

Tecnologia, prof.ssa Mara Maccatrozzo

Capirli per usarli senza farsi usare.

INIZIAMO CON UN OSPITE

Introduzione

Cosa rende un computer un computer?

capitolo 1

Quali sono le caratteristiche fondamentali ed irrinunciabili che lo contraddistinguono?

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Quali sono quindi i QUATTRO CONCETTI CHIAVE?

Gli “oggetti” “manipolati” da queste macchine sono i e questa è la struttura che serve per realizzare una qualunque di queste macchine .

dati

1. Acquisire dei dati in ingresso
2. Memorizzare questi dati
3. Elaborarli in vari modi
4. Fornire dati in uscita come risultato dell'elaborazione svolta

Questa struttura è ciò che rende un computer un computer, indipendentemente dalla tecnologia con cui viene realizzato.

before

now

I primi computer erano fatti di legno e metallo con leve meccaniche e ingranaggi, sostituito poi, durante il XX secolo, da componenti elettrici ed elettronici. Erano molto grandi e molto lenti, potevano metterci ore a risolvere semplici problemi di matematica. Agli albori, queste macchine si limitavano ad elaborare e restituire. numeri.

Oggi è normale usare i computer per parlare tra noi, per immergersi in complessi scenari grafici tridimensionali, per controllare dei robot e fare quasi qualsiasi cosa.

Ma i computer continuano sempre a fare le stesse Quattro Cose

Per poter essere gestiti da un computer moderno, i dati devono essere rappresentati mediante segnali elettrici, mettendo così il computer in grado di fare calcoli, scrivere, sentire musica, vedere video, parlarsi, giocare e anche controllare dei robot.

STRUTTURA DI BASE

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COMPUTER

INPUT

OUTPUT

INGRESSI

USCITE

MEMORIA ED ELABORAZIONE

STRUMENTI

HARD DISK

PERIFERICHE DI OUTPUT

C.P.U.

PERIFERICHE DI INPUT

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La centralina meteorologica – che è a tutti gli effetti un computer – riceve continuamente in INGRESSO la misura della temperatura tramite un sensore, il PROGRAMMA ne rileva la lettura ogni 10 minuti e salva il dato in MEMORIA. Quindi, alla fine della giornata la memoria contiene 144 valori, pari a 24 (ore della giornata) x 6 (misurazioni per ogni ora). A questo punto il PROCESSORE: - confronta tutti questi valori per determinare qual è il minimo e qual è il massimo; - li somma e, dividendo il risultato per 144, ottiene la temperatura media della giornata. - fornisce in USCITA questi tre risultati visualizzandoli sullo schermo, in modo testuale o grafico

ESEMPIO: CENTRALINA METEREOLIGICA

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capitolo 2

DATI E SISTEMA BINARIO

Come fa il computer a gestire i dati mediante segnali elettrici che circolano nei fili e nei circuiti di cui è costituito?

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BIT

BASE DELL'INFORMATICA

Questo elemento, che può assumere i due possibili valori “uno” e “zero”, rappresentati rispettivamente dalle cifre 1 e 0, è chiamato BIT ed è il più piccolo dato che un computer può memorizzare.

Un singolo filo elettrico può essere o meno percorso da elettricità, questi due possibili stati rappresentano la base di tutta l’informatica.

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SISTEMA NUMERICO BINARIO

esempio: nome in BINARIO

M 01001101A 01000001 R 01010010 A 01000001

Se si usano più fili, si hanno a disposizione più bit, quindi più combinazioni di 1 o 0, come espresso nella figura in alto.

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https://it.convertbinary.com/alfabeto/

fili---->quantita' di numeri

Quindi, grazie a questo sistema numerico che si basa solo sulle cifre 0 e 1, ogni possibile valore può essere rappresentato all’interno di un computer mediante un gruppo di fili che sono percorsi da elettricità o meno. Ogni volta che si aggiunge un filo si sta moltiplicando per due la quantità di numeri che si possono rappresentare con i fili precedenti.

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Ogni parola o frase gestita da un computer è in realtà una sequenza di numeri binari memorizzati e trasmessi come segnali elettrici accesi o spenti.

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Tabella ASCII

esempio

Ma come fanno i computer a rappresentare foto, video e altri elementi grafici che si trovano oggi su uno schermo?

Ogni immagine è composta da una matrice di minuscoli puntini denominati pixel

ogni pixel è caratterizzato da un certo colore.

ogni pixel è caratterizzato da un certo colore.

Se si definisce un codice numerico da attribuire ai colori, il gioco è fatto: per rappresentare un’immagine, sarà sufficiente indicare il numero del colore di ogni pixel sullo schermo.

Se si definisce un codice numerico da attribuire ai colori, il gioco è fatto: per rappresentare un’immagine, sarà sufficiente indicare il numero del colore di ogni pixel sullo schermo.

Il colore di ogni pixel è definito dalla combinazione dei tre colori di base rosso, verde e blu

MODELLO RGB

Se si definisce un codice numerico da attribuire ai colori, il gioco è fatto: per rappresentare un’immagine, sarà sufficiente indicare il numero del colore di ogni pixel sullo schermo.

capitolo 3

MEMORIA, CPU, INGRESSI e USCITE

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LEGAME TRA I QUATTRO CONCETTI FONDAMENTALI

Il processore del computer legge i dati dalla memoria, li manipola e li trasforma (con delle operazioni logiche e matematiche) seguendo un programma, che è semplicemente costituito da una serie di istruzioni.

Nel corso di queste elaborazioni, vengono salvati in memoria tutti i risultati parziali necessari all’ottenimento dell’obiettivo finale, che una volta raggiunto viene inviato al mondo esterno.

ogni pixel è caratterizzato da un certo colore.

INPUT

gli ingressi (INPUT) rilevano fenomeni nel mondo esterno e li convertono in dati binari, per esempio: la tastiera del computer, lo schermo tattile (touchscreen), un microfono, una telecamera o anche dei sensori (termometro o un accelerometro)

le uscite (OUTPUT) sono la conversione in forma fisica dei risultati ottenuti dalle Elaborazioni svolte: dei testi o delle immagini su uno schermo, della musica prodotta in delle casse, la stampa su un foglio di carta, un oggetto stampato da una stampante 3D, il movimento di un robot o anche un flusso di dati inviati ad un altro computer

ESEMPIO: SCRIVERE LA LETTERA B

capitolo 4

HARDWARE E SOFTWARE

L’hardware è costituito da tutti gli elementi fisici che si vedono dentro ai computer e da tutti i dispositivi ad esso connessi (circuiti integrati, fili, altoparlanti, connettori, dispositivi di ingresso e uscita e molto altro).

E il software è tutto ciò che non si vede: l'insieme dei programmi eseguiti dal computer: giochi, pagine web visualizzate tramite un browser, musica, video e applicazioni di ogni tipo.

L'unità centrale di elaborazione (CPU) è il principale circuito integrato che controlla il funzionamento di tutte le altre parti del computer.

All'interno, la CPU è suddivisa in componenti più piccoli, ognuno specializzato nell’esecuzione di specifiche attività.

La CPU decide quali componenti usare e quando, in base alle istruzioni ricevute dal programma che sta eseguendo es: SOMMA, sa che deve utilizzare il componente matematico-logico per eseguire un calcolo; MEMORIZZA dice alla CPU di usare un componente diverso per archiviare un dato in memoria. .

A questo punto le seguenti domande nascono spontanee...

Quando si accende il computer, “chi” si occupa di tutte le operazioni necessarie all’avvio?

“Chi” si occupa di caricare i vari programmi in memoria?

“Chi” decide che certi programmi possono interagire con alcuni dispositivi di ingresso e uscita e altri no?

Come si comporta la CPU quando si ascolta musica mentre si naviga sul web e si chiacchiera con i propri amici?

capitolo 5

IL SISTEMA OPERATIVO

È LUI SI OCCUPA DI TUTTO CIO'

È il programma principale che “accende” il nostro dispositivo e lo predispone per l’operatività, svolgendo moltissime attività ordinarie per mantenere il funzionamento corretto.

permette di copiare sui dischi interni dei nuovi programmi e caricarli in memoria ad ogni loro esecuzione

permette o meno l’uso di certi dispositivi hardware da parte di certi programmi .

PERMETTE ANCHE solo la lettura o scrittura su alcuni archivi e non su altri.

PERMETTE ALLA CPU DI faR eseguire velocemente un programma dopo l'altro, ognuno per qualche frazione di secondo (NON CONTEMPORANEAMENTE).

Solo se si capisce la Tecnologia, la si può dominare, altrimenti si rischia di esserne dominati!

THANK YOU!

Sitografia di riferimento:Programma Futuro https://programmailfuturo.it/

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