Modulo 1

Concetti di base

Lezione 1

L’informatica di tutti i giorni…

Il P.C. è diventato un qualcosa di uso quotidiano per ognuno di noi.

Ormai il computer è diventato come un’automobile.

Come l’auto ci consente di lavorare e svagarci, di visitare una

mostra e di fare shopping. A differenza delle quattro ruote, il nostro

personal computer non ha davanti a sé un futuro di ingorghi, di

traffico caotico, questo perché le nuove reti informatiche – Internet e

Intranet - stanno sempre piu’ tessendo in tutto il mondo, giorno per

giorno, una tela di comunicazione e di relazioni che ci consentirà di

“spostarci” da una parte all’altra, restando nei nostri uffici, nelle

nostre case.

.Il telelavoro, è già una realtà in crescita

L’INFORMATICA

E' 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.

INFOR MATICAINFORMAZIONE AUTOMATICA

Il computer, automa composto da componenti elettronici, è in

grado di ricevere informazioni dall’esterno (Input), elaborarle

(Processing) ed inviare informazioni verso l’esterno (Output)

ProcessingINPUT OUTPUT

Tappe storiche

Le origini della disciplina risalgono alla metà del XVII secolo quando il

filosofo francese Blaise Pascal costruì la prima macchina in grado di

eseguire semplici addizioni.

Dal XVII secolo fino alla metà del Novecento l’informatica non ha avuto

considerevoli sviluppi. La mancanza di una macchina in grado di

svolgere elaborazioni in tempi rapidi e senza l’intervento dell’uomo

non ne ha favorito la diffusione.

A partire invece dagli anni ’40 del Novecento l’informatica ha avuto

un’evoluzione considerevole questo perché si è avuto un enorme

sviluppo dell’elettronica, il cui impiego ha permesso di realizzare

nuove macchine in grado di svolgere calcoli matematici e logici

sempre più complessi in tempi brevi e a basso costo.

1643 La pascalina

Blaise Pascal , filosofo, matematico

e fisico francese, a 20 anni realizzauna celebre macchina per eseguire

addizioni e sottrazioni

automaticamente, la ‘ pascalina ’. Inrealtà, uno strumento simile, capaceanche di eseguire moltiplicazioni e

divisioni, era stato costruito qualche

anno prima in Germania, ma,

essendo di legno, fu distrutto da un

incendio!

Ed inoltre un primo disegno di

meccanica per il calcolo automatico

era già stato progettato da Leonardo

da Vinci nel 1500.

1674 Numeri Binari

Fu il filosofo e matematico Leibniz ad introdurre i numeri binari nel mondooccidentale.

In realtà quella di Leibiniz fu una rivisitazione di un sistema di calcolo introdotto in

Cina tremila anni fa condotta nell'ambito di uno studio sugli ideogrammi.

Leibniz in tale circostanza studiò questo sistema definendo le caratteristiche della

"aritmetica binaria".

Dopo Leibniz il calcolo binario fu dimenticato fino al 1936, quando, indipendentemente, i due matematici Alan Turing in Gran Bretagna e Louis

Couffignal in Francia, fecero l'elogio del calcolo binario proponendo di usarlocome linguaggio di base nelle calcolatrici meccaniche esistenti a quell'epoca.

Gottfried Leibniz costruisce una calcolatrice a passi, usando un ingranaggio

cilindrico.

Adinolfi

Bombe e Colossus

• Bombe una macchina decodificatrice per i codici

di Enigma, poi venne creato COLOSSUS Mk I , il

primo calcolatore elettromeccanico britannico

impiegato per provare ad enorme velocità tutte le

possibili combinazioni dei codici della macchina

crittografica nazista.

1965 primo vero minicomputer.

DEC fa debuttare il

PDP-8 , che usa moduli

di circuiti a transistor.

Mentre molte aziendesviluppano macchinesempre più grosse eveloci, la DigitalEquipment Corp .presenta il primo verominicomputer.

1967 Il primo Floppy disk

David Noble della IBMinizia a sviluppare la primamemoria su disco flessibile(floppy) per registrarvi il

programma iniziale di

controllo dei computer.

L'Initial Control ProgramLoad (IPL) serve peravviare l'attività delcomputer e due anni piùtardi questo "strano

oggetto" sarà utilizzato

proprio sui sistemi IBM

System/370.

1969 Progettazione CPU Intel

la INTEL disegna unasemplice combinazione di un

processore e di una unità di

calcolo (CPU).

La INTEL ci riesce, ma

appare subito evidente che il

processore è 10 volte più

lento di quanto si

aspettasse.

Marcian e Ted Hoff

Inventano la CPU

denominata Intel4004 a 4bit.

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1969 Nascita di Unix

Ritchie e Thompson iniziano a lavorare su unaloro idea di sistema operativo , che anzichè essereorientato alla multiutenza si dirigerà ad un unicoutente. Per questo (e scherzando sul nome

Multics) lo chiameranno UNIX.

La prima versione girerà su un PDP-7 della DigitalEquipment Co. (DEC) e sarà completata entro lostesso anno.

Il programma è scritto in assembler PDP-7.

UNIX diventerà una potenza nel mondo dei sistemioperativi.

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1969 Arpanet(l’inizio di Internet)

Il Dipartimento della Difesa USAcommissiona ARPANET(Advance Research ProjectsAgency Net) per ricerche sulle reti

e i primi 4 nodi diventano operativi

all'UCLA, UC Santa Barbara, SRIe all'Università dello Utah.

L'esperimento servirà a connetterevari centri di ricerca negli USA,tramite un sistema di

comunicazione a commutazione di

pacchetti (packet-switching

network).

Diventerà la più grande retemondiale, con milioni e milioni di

persone collegate e si chiameràINTERNET .

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1975 Il primo PC

Il primo Personal Computer,almeno quello salito allaribalta come tale, l' Altair8800 appare sulla copertinadella rivista PopularElectronics nel gennaio1975. Prezzo: $621(assemblato)

CPU: S-100 card (Schedainstallata MITS Intel 8080)

Memoria: 4kb - Sistemaoperativo: CP/M

La produzione di Altaircesserà nel giugno 1978. 13

1981 Primo PC IBM

12 agosto 1981: il

primo PC IBM esce

dalla linea di

produzione.

L'architettura aperta

del PC IBM viene

lanciata in agosto,

decretando

l'affermazione del

computer desktop.

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1984 Nasce il CD Rom

• Sony e Philips introducono i primi CD-

ROM, che forniscono una enorme

capacità di registrazione dei dati (fino a

640mb).

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Scopo dell’informatica

Lo scopo dell’informatica (costituita da due parole Informazione e

Automatica ) consiste nel progettare e usare macchine che siano in grado di

trattare informazioni senza l’intervento dell’uomo in modo appunto

automatico.

Gli oggetti dell’informatica servono per acquisire informazioni dal mondo

esterno, per memorizzarle su supporti permanenti, e per elaborarle al fine di

ottenere nuove informazioni.

L’informatica si divide in due rami principali:

Informatica teorica , che si occupa dello studio di procedureautomatizzate inerenti la rappresentazione e la risoluzione diproblemi matematici.

Informatica applicata , che si occupa dello sviluppo

dell’ hardware e del software .

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INFORMAZIONE

Il termine informazione viene oggi utilizzato in modo ampio in contesti diversi per

indicare elementi talvolta molto diversi tra loro. L’informazione è legata ad uno

scopo o fine per il quale viene raccolta o comunicata.

In generale si può dire che l’ informazione è tutto ciò che possiede un significato

per l’uomo, e che viene conservato o comunicato in vista di un’utilità pratica,

immediata o futura.

Un dato è un simbolo utilizzato per rappresentare l’informazione. I dati arrivano al

computer non solo dalla tastiera dell’utente, ma anche da altri strumenti, come i

lettori ottici, per esempio lo scanner o la macchina fotografica che consentono di

acquisire documenti ed immagini in modo digitalizzato, oppure da apparecchiature

in grado di trasmettere al computer dati o comandi tramite messaggi vocali.

Possiamo quindi dire che:

L’informazione è un insieme di dati elementari associati alle loro regole di

interpretazione o di elaborazione

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… schematizzando i concetti dato -

informazione

DATI

(Simboli)

+

Regole convenzionali

di interpretazione

=

Informazione

Quindi informazione = dati ( insieme di simboli) + regole convenzionali

di interpretazione

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Esempio dato - informazione

Dato elementare Regola di Informazione

interpretazione(simbolo o segnale

stradale )

Quando si vede il Obbligo di precedenza

segnale a un incrocio, il

veicolo deve dare

precedenza

Quando si incontra Obbligo di arresto

questo segnale a un

incrocio, il veicolo deve

fermarsi e dare

precedenza

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Altro esempio.

Lingua Italiana:“CASA”

REGOLA

NESSUNA

INFORMAZIONE

Lingua Inglese:

REGOLA

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Rappresentazione dell’informazione

Il principio di funzionamento di un computer si basa sulla logica binaria. Per

comprendere l’idea di base, possiamo pensare ad un interruttore, che può

essere aperto o chiuso, o ad un suono che può essere presente o no, ad una

riflessione ottica, che può verificarsi o meno. Ciò che accomuna tutti questo

fenomeni, è la caratteristica di poter assumere solo due stati:

O - aperto

1 – chiuso

Questa variabile che assume solo 2 stati si chiama Bit (binary digit ) ed è l’unità

minima d’informazione e sta alla base dell’Algebra binaria.

Un computer ragiona unicamente interpretando gruppi di bit, cioè comandi

rappresentati da sequenze di O e di 1.

Convenzionalmente 8 bit costituiscono 1 byte (ad esempio 0100001000)

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Perché un codice binario?

Il vantaggio dell’uso dell’elettronica digitale è che, nei componenti elettronici, il

passaggio da uno stato all’altro (mutazione) puo’ avvenire in modo molto

veloce.

Interruttore aperto ‘Stato’ 0

Interruttore chiuso ‘Stato’ 1

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CodiciUn codice è un insieme di regole, associate ai dati o simboli, che

consentono di rappresentare l’informazione.

Nel caso delle lingue, il codice è rappresentato dal vocabolario.

Un codice che utilizza soltanto due simboli per rappresentare l’informazione

è denominato binario .

Il piu’ semplice gruppo di dati è quello costituito da due soli simboli, indicati

in base a una convenzione con:

0 (zero) 1 (uno)

FALSO VERO

FALSE TRUE

Un insieme formato solo da due simboli è denominato alfabeto binario.

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Il Byte

Essendo un byte formato da 8bit , sarà possibile rappresentare

in un byte un numero compreso tra 0 e 255 (tante sono le

combinazioni distinte di 0 e 1 possibili).

Grazie a questo ampio intervallo sarà possibile rappresentare in

un computer anche caratteri e simboli associando ad ogni

carattere un numero compreso tra 0 e 255.

Possiamo pertanto identificare il byte come l’ingombro di

memoria di un singolo carattere.

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La numerazione Binaria

O e 1.Il sistema binario prevede i soli simboli

Affiancando un sufficiente numero di bit, si può ottenere un qualunque

numero, ogni posizione, rappresenta una potenza crescente del 2

2 2 2 2 2 2 2 27 6 5 4 3 2 1 0

1001011 0

=256*1+128*0+64*0+16*1+8*0+4*1+2*1+1*0= 278 decimale

Il procedimento inverso (da decimale a binario) si ottiene dividendo il numero di partenza per

la base di destinazione, tante volte finche il quoziente si annulla.

Il resto della divisione, letto in senso inverso, è il numero della base di destinazione

228 8

44 2 200

220 20 2

8 =1000 0 0 11 2 2

1 1

250

…ed esadecimale

Il sistema esadecimale prevede 16 simboli da 0 a 9 ed ancora

A,C,D,E,F, che corrispondono ai valori da O a 15

La numerazione esadecimale viene convenzionalmente utilizzata per

rappresentare numeri molto grandi che, passando da un sistema

composto di 2 soli simboli, ad uno composto invece di 1,6 riduce

notevolmente il numero delle cifre.

16 16 16 163 2 1 0

25EF

Che in decimale è = 4096*2+256*5+16*14+15 =9711

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Misura dell’Informazione

La quantità di memoria di un computer e la grandezza di un documento si

misurano con i multipli del byte:

ValoreMultiplo Sigla Valore in bit

approssimato

Kilo K 1024 bit =1024 bit

Mega M 1024 K =1 000 000 bit

Un milione di bit

Giga G 1024 M = 1 000 000 000 bit

Un miliardo di bit

Tera T 1024 G =1 000 000 000 000 bit

1000 miliardi di bit

I multipli si ottengono moltiplicando convenzionalmente

per 1024 poiché questo è potenza del 2 (1000 no)

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ELABORAZIONE

Il trattamento dei dati per ottenere le informazioni viene

indicato col termine di elaborazione

INPUT ELABORAZIONE OUTPUT

Il caso più semplice di elaborazione è la trascrizione

(per esempio, l’impiegato dell’ufficio dell’anagrafe

copia i dati di un cittadino sul foglio di un certificato)

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TRASMISSIONE

Affinchè sia possibile la comunicazione delle informazioni

tra emittente e ricevente è necessario che essi riescano a

capirsi.

Ricevente Emittente

Mezzo trasmissivo

I caratteri i simboli che compongono il messaggio vengono

trasformati per viaggiare sul mezzo trasmissivo che collega

l’emittente e il ricevente e prendono il nome di segnali.

Nelle telecomunicazioni i segnali possono essere di tipo

digitale quando sono associati a cifre, oppure analogico

quando vengono rappresentati da grandezze che variano concontinuità nel tempo.

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COMUNICAZIONE

La comunicazione consiste nel dialogo stabilito tra due persone,

tra una persona e una macchina, in generale tra due enti, per

realizzare un flusso di informazioni: la comunicazione di solito

è di tipo interattivo e bidirezionale, ed è costituita da domande e

risposte.

Nell’ambito dell’informatica l’insieme delle parole con le quali

l’utente può chiedere l’attivazione dei lavori a un computer si

chiama linguaggio dei comandi ; le parole e le regole percostruire le frasi utilizzate nei programmi per i computer

costituiscono il linguaggio di programmazione (Pascal, C,

C++ ,Visual Basic, HTML, XML, JAVA, ASP,PHP, etc) .

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INTERFACCIA

Quando due enti di natura diversa vengono messi in comunicazione è

necessario utilizzare un meccanismo che possa rendere possibile la

comunicazione e facilitare l’interazione : questo meccanismo prende il

nome di interfaccia

In informatica il termine interfaccia viene usato per indicare:

a) Le regole e gli strumenti attraverso i quali l’utente realizza la

comunicazione con il computer.

UTENTE ComputerInterfaccia

b) l’apparecchiatura elettronica che consente la comunicazione tra un

computer e un dispositivo esterno ad esso collegato,esempio una

stampante.

Computer Interfaccia Stampante

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L’informatica e i suoi strumenti

La continua evoluzione dell’informatica e delle sue potenzialità ha

determinato un’estensione delle risorse informatiche in molti ambiti

applicativi. Dapprima le attività legate a questo settore venivano definite con

la sigla EDP (Elettronic Data Processing) cioè elaborazione elettronica dei

dati, mentre oggi, per definire un insieme vario di tecnologie atte ad

elaborare conservare e trasmettere informazioni, sono sempre più usate le

sigle IT (Information Technology, tecnologie dell’informazione) oppure

TIC o anche, dall’acronimo dell’equivalente espressione in inglese, ICT

(Tecnology of Information and Communication, tecnologia delle

informazioni e delle comunicazioni.

Il computer non è considerato più come uno strumento solo utile alla

programmazione o elaborazione ma è sempre più utilizzato per la

comunicazione.

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Cos’è un computer

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COMPUTERUn computer non è altro che un contenitore (scatola), che equipaggiato con gli

opportuni dispositivi elettronici e programmi, è in grado di svolgere i più disparati

lavori prevalentemente di tipo intellettivo: calcoli, memorizzazione. E’ in grado di

accettare informazioni provenienti dall’esterno, di effettuare su di esse operazioni

aritmetiche e logiche e quindi di fornire risultati in forma comprensibile.Per svolgere

ciascuna di queste funzioni possiede dei dispositivi idonei.

Esistono numerosi tipi di computer. Il più noto e comune è il P.C. (personalcomputer), postazione da casa o da ufficio. Sia la velocità, sia il costo di un PC sonovariabili, la velocità dipende dal processore.

Nella categoria delle macchine da singolo utente rientrano anchei dispositivi di dimensioni molto più ridotte, come i portatili, detti

anche notebook o laptop, non più grandi di una valigetta. Non ci

Sono differenze per quanto riguarda la velocità e la potenza, ma solo

nel costo a causa della maggior miniaturizzazione dei componenti.

Le dimensioni più ridotte in assoluto sono quelle dei PDA

(Personal Digital Assistant), o palmari, non hanno

un disco rigido, ma schede magnetiche di memoria comunque sufficienti ad assolvere

a semplici funzioni.

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Tipi di computerTutti i computer elencati sotto sono detti Microcomputer e sono progettati per

essere utilizzati da un singolo utente, che usufruisce dei programmi installati per

produrre documenti propri, professionali o personali.

• Mainframe (grandi computer aziendali) Sono computer multiutente, macchine di

grandi dimensioni, parecchio più costose rispetto ai PC e dalle prestazioni molto

sofisticate, utilizzabili da più persone contemporaneamente e adottati in genere da

grandi aziende.

• Minicomputer (Workstation) sono anch’essi macchine multiutente, la cui capacità è

intermedia tra i mainframe e microcomputer (vengono utilizzati da società di medie

dimensioni)

• Network computer è la rete di terminali e computer principali.

• Laptop o Notebook computer

• Palmare(palm-top)

• Terminali (intelligenti, stupidi o self-service) L’utilizzo collettivo di mainframe e

minicomputer avviene attraverso terminali ai quali lavorano i vari utenti.

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Riassumendo :

Tipo di Capacità Utilizzo Costi

computer

Mainframe Altissime Aziendale Alti

Minicomputer Alte Aziendale Alti

Workstation Alte Aziendale/Perso Medio/alti

nale

Personal Medio/Alte Aziendale/Perso Da medio/bassi

Computer nale a medio/alti

Notebook Medio/Alte Aziendale/Perso Medio/Alti

nale

Palmari (PDA) Medie Aziendale/Perso Medio/Alti

nale

Terminali Medio/Basse Aziendale Medio/Bassi

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HARDWARE E SOFTWARE

La struttura fisica, interna e esterna del computer prende il nome di

hardware (hard = duro, ware = componente). L'insieme di tutti i

programmi che permettono di utilizzare l'elaboratore si chiama

software (soft = soffice)

L’Hardware è l’insieme dei dispositivi fisici del computer: la tastiera, la

stampante, il monitor ecc.. Il Software rappresenta l’insieme dei

programmi che permettono il funzionamento dell’Hardware.

Se si parla di installazione hardware ci si riferisce ad un installazione di

qualche dispositivo fisico nell’elaboratore (es. scheda audio), al contrario,

per installazione software ci si riferisce al caricamento di un programma

nel disco fisso.

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Componenti di un computer

In figura sono illustrati i componenti del computer

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Parti principali di un personal computer

Le componenti hardware fondamentali di un computer che vedremo in modo

approfondito nella prossima lezione sono:

VIDEO o MONITOR per visualizzare le attività in svolgimento.

TASTIERA per inserire dati e istruzioni nella memoria del computer tramite la

pressione dei tasti.

CPU (Central Processing Unit, unità centrale di elaborazione) dnominata anche

microprocessore: è il cervello del computer.

Hard disk , detto anche disco rigido o fisso: è il più importante dispositivo di

memorizzazione del computer; ospita infatti il sistema operativo, i programmi applicativi

e i file memorizzati dall’utente.

Mouse dispositivo che permette di indicare sul monitor numerose azioni da far

eseguire al P.C.

Stampante per trasferire su carta i dati elaborati.

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Le istruzioni di cui la CPU ha bisogno per lavorare sono contenute nella

memoria centrale del computer, o RAM (Random Access Memory, memoria

ad accesso casuale) di tipo elettronico e molto veloce, che però funziona solo a

computer acceso perdendo i propri dati al suo spegnimento.

Nella ROM, invece (Read Only Memory, memoria di sola lettura) vengono

memorizzate le istruzioni di base del computer, ossia tutte quelle di cui la

macchina ha bisogno per avviarsi correttamente e riconosce le periferiche che

gli sono collegate. La ROM, inoltre, non perde mai il proprio contenuto.

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Potenza di un computer

Un computer è un sistema che funziona e assolve i propri compiti con diversa efficacia ed

efficienza a seconda del suo tipo, di quello delle periferiche che gli sono collegate e del

numero di queste ultime. I fattori che influenzano le prestazioni sono molteplici, ne vediamo

alcuni:

• CPU. Il tipo di processore che è installato su un computer è un parametro fondamentale

delle sue prestazioni, e una delle caratteristiche più importanti della sua potenza è certamente

la velocità di esecuzione dei calcoli, che si misura in megahertz. La gran parte dei P.C. è

dotata di microprocessori Intel, a partire dalle prime versioni numerate progressivamente

(286,386,486) e poi battezzate Pentium di cui si sono succeduti vari perfezionamenti

(MMX,II,III,IV). Diverse altre sono le case produttrici di microprocessori, che vengono

chiamati compatibili: cambiano i nomi e talora il funzionamento, ma le prestazioni restano le

medesime.

• Altra caratteristica fondamentale è la dimensione della memoria centrale, o RAM, e perché è

facilmente intuibile: maggiore è lo spazio su cui conservare le informazioni, più potente risulta

il computer. Nella RAM vengono memorizzati sia i dati relativi ai programmi, da cui dipende il

tipo e la quantità di azioni che l’utente può svolgere, sia i dati creati dall’utente, il cui numero è

tanto maggiore quanto più la RAM è capiente.

•Anche il numero di applicazioni che sono in esecuzione contemporaneamente è importante

ai fini dell’efficienza del computer. I programmi richiedono infatti a propria disposizione una

parte di memoria, solo per il fatto di essere attivi: se il numero di programmi aperti è alto, ciò

causerà un rallentamento delle prestazioni della macchina, che avrà molta parte della propria

RAM impegnata.

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Multitasking

La possibilità di tenere aperti più programmi e lavorare

contemporaneamente su di essi viene indicata come multitasking: si

potrebbe, per esempio, tenere aperto un programma di scrittura e uno di

grafica per scrivere sul primo e lavorare sulle immagini relative con il

secondo; oppure si potrebbe tenere aperto il programma di consultazione di

Internet per cercare dati da trasferire, via via che vengono trovati su un

foglio di calcolo

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