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ARCHITETTURA DI VON NEUMANN

Un computer o elaboratore è formato dall' Hardware (tutte le parti tangibili) e dal Software (tutte le parti non tangibili).

L' Architettura di Von Neumann si occupa dell' Hardware CPU: Central,Process,Unit. Suddiviso in: ALU (unità aritmetica logicaU) capace di fare somme e prodotti; CU: (unità di controllo); REGISTRI: celle di memoria MEMORIE: le memorie sono celle in grado di contenere le informazioni e sono suddivise in: RAM: memoria principale, volatile (il suo contenuto va perso quando si spegne il computer), costosa, riscrivibile; ROM: è una memoria di sola lettura, è una memoria permanente, contiene i programmi fondamentali per l'avvio del computer chiamati BIOS; CACHE: si interpone fra la memoria e i registri, è molto veloce, ospita dati di frequente utilizzo, consente un accesso più veloce a informazioni requisite, può essere svuotata a piacimento per renderla disponibile per ulteriori archiviazioni temporanee; FISSE: sono l' HARD DISK, CD,DVD, PEN DRIVE;LA MEMORIA DI MASSA: è più lenta, ha una maggiore capacità di immagazzinare i dati ed è stabile, cioè mantiene le informazioni anche dopo lo spegnimento del computer.

PERIFERICHE: sono suddivise in Input e Output: quelle di Input consentono di introdurre dati all'interno di un elaboratore; quelle di Output mostrano le informazioni elaborate dall'elaboratore.

BUS: sono dei connettori che trasportano le informazioni dalla CPU a tutti gli altri elementi di Neumann. Sono suddivisi in: BUS DATI: trasferisce le informazioni dalla CPU alla memoria; BUS INDIRIZZI: trova dove sono memorizzate le celle di memoria; BUS CONTROLLO: controlla le periferiche.

I CODICI BINARI

Il Codice Binario è un sistema rappresentato da due numeri: lo 0 e l'1. Lo 0 indica assenza di corrente mentre l'1 indica presenza di corrente. Il sistema posizionale è un sistema che a seconda della posizione che un numero occupa, assume un valore.

IL CODICE ASCII: (American, Standard, Code, for Information, Interchange). è un insieme di simboli usati per rappresentare lettere, numeri e segni di punteggiatura. è un modo per rappresentare tutti questi caratteri in una forma che i computer possono capire. Formato inizialmente da 32 combinazioni poi il codice ascii esteso formato da 64 combinazioni infine si è passato alla UNICODE formato da 2 alla 32 combinazioni. ALGEBRA DI BOOLE: è un' algebra che si basa su due elementi, si basa

sugli enunciati, che sono proposizioni di cui si può dire se è vero o falsa. TAVOLE DI VERITA': sono tabelle che determinano se attribuiti i valori di verità alle proposizioni, sia vera o falsa:

TAVOLA DI VERITA' DELL' AND: E, AND: sono connettivi logici o congiunzioni logiche: è l'equivalente del prodotto e devono essere vere affinché il risultato finale sia vero
TAVOLA DI VERITA' DELL OR: OR, V, DISGIUNZIONE. Equivale all'addizione

TAVOLA DI VERITA' DEL NOT: NEGAZIONE, NOT, -

I COMPLEMENTI

I complementi vengono utilizzati per svolgere sottrazioni mediante l'addizione. Nei numeri binari si utilizza il complemento a 2.

1) Prima si inizia con il complemento a 1 in cui il codice binario si trasforma in negazione. es. 0101101 diventa negazione 1010010

2) Nel complemento a 2 si dovrà aggiungere 1 al codice binario

DA IMMAGINE A CODICE BINARIO

Così come un testo può essere memorizzato su un supporto elettronico, dopo essere stato codificato in una sequenza di bit grazie a codici come ASCII, anche le immagini possono essere memorizzate purché opportunamente "trasformati" in sequenze di 0 e 1.
Cosa è un'immagine? Un insieme di colori, forme, sfumature. Dobbiamo quindi trasformare l'immagine in una sequenza di simboli da codificare come sequenza di 1 e 0. Questo processo è detto Digitalizzazione. Per digitalizzare un'immagine abbiamo due strategie: la grafica bitmap o raster e la grafica vettoriale. In questo scheda parleremo di Grafica bitmap o raster. Questa strategia consiste nel suddividere l'immagine sovrapponendo una griglia in tante celle. Quante celle? Non esiste un valore fisso però più sarà alto il numero di queste celle più l'immagine digitale sarà fedele all'immagine iniziale. Le celle si chiamano pixel (PiCture Element) che sono quindi il più piccolo elemento dell'immagine digitale.
La quantità di pixel per area è la misura della risoluzione, quella più frequentemente usata è il dpi (dot per inches) numero di pixel per pollice (1 pollice=2,54 cm).
L'altro parametro che caratterizza un'immagine è la profondità del colore: maggiore è il numero di bit utilizzati per descrivere il colore in quel pixel più fedele sarà l'immagine. Per quanto riguarda riguarda i colori possiamo dire che vengono associati 8 byte per ogni colore e 256 combinazioni (sfumature). Come colori abbiamo gli R G B ovvero i colori principali i quali avranno come sempre 256 combinazioni a loro volta.

DAI MESSAGGI VOCALI AI NUMERI BINARI

Un suono è caratterizzato dalla frequenza, misurata in Hertz (Hz), che definisce l'altezza del suono, dall'ampiezza dell'onda, misurata in decibel (dB), che determina l'intensità del suono ed infine dalla durata.

La memorizzazione dei suoni su un disco di vinile può essere considerata una rappresentazione analogica del suono perché fornisce una rappresentazione continua dell'onda sonora, ma, ovviamente, non può essere memorizzata su un file ed elaborata da un computer. E' necessario quindi convertire il segnale sonoro, analogico, in un segnale digitale; una tecnica utilizzata per la conversione analogico-digitale di un suono è quella di trasformare l'onda (il continuo) in un serie di valori rilevati in istanti di tempo distinti, di mantenere tali valori all'interno di un intervallo e codificare ciascun valore con un numero. Per svolgere cio che abbiamo appena detto è necessario usare il teorema di Nyquis e Shannon in cui si fa uso del campionamento e della discretizzazione.

CAMPIONAMENTO : si vanno a misurare tutte le intensità del suono
DISCRETIZZAZIONE : in questa seconda fase si vanno ad unire tutte le ampiezze rilevate cosi da realizzare un diagramma

DAI VIDEO AI CODICI BINARI

Alla base della codifica dei "filmati" c'è la riflessione, antica quanto la storia del cinema, che, osservando in rapida sequenza immagini fotografiche (dette "frame") contenenti piccole variazioni, si ha la percezione della continuità e quindi del movimento.

Una buona velocità in tal senso è 30 frame al secondo. Se poi aggiungiamo una colonna sonora sincronizzata con le immagini otteniamo un video "completo" (suono + immagine).

Allo stesso modo, sequenze di immagini digitalizzate producono la stessa percezione: possiamo dunque pensare un video digitale come un oggetto codificato in un file contenente, in successione, i vari fotogrammi che compongono la sequenza video, a cui aggiungere i dati relativi alla digitalizzazione dei suoni (siano essi musica, voce umana, etc.) per completare il prodotto.

La digitalizzazione di un video è quindi una combinazione di tecniche di digitalizzazione di suoni e immagini.

IL SISTEMA OPERATIVO

Il Sistema Operativo è un Software di Base adibito a gestire le risorse Hardware e Software di un computer, è il più importante software di linguaggio dei computer. Quasi sempre su un PC ci sono diversi programmi in esecuzione contemporaneamente e tutti devono poter accedere al processore, alla memoria centrale e alla memoria di massa, quindi il compito di un Sistema Operativo è quello di coordinare le risorse necessarie, controllando e gestendo sia l'Hardware che il Software. Il Sistema Operativo viene installato nella memoria di massa del computer pronto per essere caricato dalla BIOS nella memoria centrale una volta avviato il PC. Quasi tutti i sistemi operativi utilizzano un'interfaccia grafica, che consente di utilizzare il PC tramite un mouse in modo da poter cliccare icone, pulsanti e menu visualizzati sullo schermo. L'interfaccia grafica cambia però sia in termini di apparenza visiva che in modalità di interazione. I Sistemi Operativi più diffusi sono: WINDOWS, MACOS, LINUX

WINDOWS: Microsoft ha creato il sistema operativo Windows a metà anni ottanta. Ci sono state molte versioni di Windows tra le più recenti ci sono: Windows 10, Windows 8, Windows 7 e Windows Vista. Si trova già installato sulla maggior parte dei nuovi PC, fissi e portatili, ciò lo rende tra i più famosi.
MAC OS: MacOs è una linea di sistemi operativi creati dalla Apple che viene precaricato su tutti i computer Macintosh. Gli utenti macos rappresentano meno del 10% dei sistemi operativi presenti, questo a causa che i computer della Apple tendono ad essere più costosi degli altri.

LINUX: Linux è una famiglia di sistemi operativi open source, cioè si può modificare da chiunque abbia le competenze per farlo. Questa possibilità non avviene su Windows, i vantaggi sono che è completamente gratuito e ci sono molte versioni tra cui scegliere. Gli utenti Linux rappresentano meno del 2% dei Sistemi Operativi presenti globalmente. Il sistema Operativo è un Software di Base adibito a gestire le risorse Hardware e Software di un computer, è il più importante software di linguaggio dei computer. Quasi sempre su un PC ci sono diversi programmi in esecuzione contemporaneamente e tutti devono poter accedere al processore, alla memoria centrale e alla memoria di massa, quindi il compito di un Sistema Operativo è quello di coordinare le risorse necessarie, controllando e gestendo sia l'Hardware che il Software.

STRATI DEL SISTEMA OPERATIVO

Il bootstrap: la procedura di bootstrap è memorizzata nella memoria ROM del computer. Quando si accende il computer, la memoria del PC è completamente vuota. La CPU legge ed esegue l'elenco di istruzioni di bootstrap nella ROM per analizzare la macchina. Poi cerca e carica il sistema operativo dall'hard disk del computer. Viene caricato nella memoria RAM ed eseguito. Il sistema operativo è suddiviso in 5 strati:

IL NUCLEO: Gestisce le risorse fisiche del sistema per consentire l'esecuzione dei programmi ed è il livello più basso.
GESTORE DELLE MEMORIE: Questi programmi gestiscono la memoria del computer e la distribuiscono ai programmi in esecuzione.
GESTORE DI INPUT E OUTPUT: Sono i programmi che gestiscono le operazioni delle periferiche I/O del computer. Trasferiscono i dati dalla memoria centrale alle altre unità del sistema e viceversa.
FILE SYSTEM: Questi programmi si occupano del sistema di archiviazione dei file del computer e inoltre si occupa di attribuire al file un'estensione (es. mp3 - docx)

L'INTERFACCIA UTENTE: Sono i programmi che comunicano direttamente con l'utente. Ad esempio l'interfaccia grafica (GUI) di Windows e Android. E' lo strato più alto del sistema operativo, quello più vicino all'utente.

QUALI SONO I DIVERSI TIPI DI LICENZE ?

OPEN SOURCE: si ha il permesso di modificare il file e quindi la sua struttura (codice sorgente aperto) es. INUX

FREEWARE : sono delle licenze che hanno solo la versione base del software gratuita (codice sorgente chiuso)

PROPRIETARI: sono licenze create da aziende e destinate alla vendita . Di esse si ha solo il codice eseguibile