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Una panoramica della scienza dell'Informatica, dalla rappresentazione e organizzazione delle informazioni all'elaborazione automatica dei dati. Viene inoltre discusso l'ingresso, gli algoritmi e l'uscita informatica, nonché le principali funzioni delle tecnologie informatiche. concetti come modello, calcolo, elaborazione dati, interfaccia USB, controller, memoria cache, integrità dati, riconoscimento biometrico, crittografia, virus, sottquantizzazione e dimensioni e tipologie di reti.
Tipologia: Appunti
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Appunti informatica; GDPR general data protection regulation. Entra in vigore nel 2016 ed è relativo alla protezione delle persone fisiche con riguardo al trattamento dei dati personali nonché alla libera circolazione di tali dati. L’informatica scienza che studia l’elaborazione delle informazioni e le sue applicazioni, più precisamente si occupa della rappresentazione, dell’organizzazione e del trattamento automatico dell’informazione. L’informatica è indipendente dal calcolatore che è solo uno strumento, tuttavia lo sviluppo della materia è strettamente legato all’evoluzione del calcolatore. È caratterizzata da tre aspetti: INGRESSO (studio del) che include le strutture dati, le tecniche di rilevamento, la classificazione e fusione di dati e informazioni, tecniche di rappresentazione, costruzione e gestione di grandi quantità di dati\informazioni e i linguaggi di programmazione. ALGORITMI USCITA Informazione : risultato dell’elaborazione dei dati di ingresso che sono associati a un determinato contenuto e hanno un significato. Dato : rappresentazione numerica\simbolica di una misura o di una caratteristica di un fenomeno, evento, oggetto ecc. Codifica del dato bit. L’insieme di processi che definisce l’informatica è caratterizzato da creazione, raccolta, elaborazione, immagazzinamento e distribuzione di informazioni. Le tecnologie informatiche hanno tre principali funzioni: elaborare i dati per ottenere informazioni, mantenere le informazioni elaborate per utilizzarle in combinazione con altre, così da ottenere dati frutto di un nuovo processo di elaborazione, organizzare dati in nuova forma per renderli più utili. La disciplina diventa autonoma dagli anni 60, sulla spinta del progresso dei sistemi di elaborazione e della formalizzazione del concetto di procedura di calcolo, con il modello di Alan Turing (macchina di Turing). CONCETTI CHIAVE: Modello ; riferito ad un’ampia classe di ipotesi e costruzioni complesse con cui viene rappresentato tutto o in parte l’oggetto di una ricerca che si propone di organizzare dati ma anche di sperimentare, interpretare, spiegare, generalizzare e confrontare ed esemplificare. Sistema ; nel linguaggio tecnologico, un insieme di elementi che siano tra loro interdipendenti per ottenere un determinato scopo funzionale. In informatica, s. di calcolo , s. informativo , s. di elaborazione dei dati , l’insieme costituito da calcolatori, unità periferiche, reti, software, ecc. con il quale vengono realizzati calcoli complessi, gestite grandi quantità d’informazione, analizzati dei dati, ecc. Protocollo ; insieme coordinato di regole che consente a due interlocutori (utente e calcolatore, due utenti, due calcolatori) di scambiarsi rapidamente e univocamente dati e messaggi. Algoritmo ; una sequenza finita di operazioni elementari, eseguibili facilmente da un elaboratore che, a partire da un insieme di dati I (input), produce un altro insieme di dati O (output) che soddisfano un preassegnato insieme di requisiti. Spesso i requisiti vengono distinti in due categorie: i vincoli , ossia requisiti che devono essere soddisfatti in ogni caso, e gli obiettivi , ossia requisiti che devono essere soddisfatti il meglio possibile secondo un qualche criterio specificato. \ un sistema per “spezzare” un problema in parti più piccole. Interfaccia ; In generale, ente che agisce da elemento comune, in parte di separazione e in parte di collegamento, tra due o più altri enti. In elettronica, sistema o canale di connessione e di adattamento tra due sistemi che funzionino con modalità diverse (per es., tra un calcolatore digitale e uno analogico, detta anche i. ibrida ). Anche, l’insieme dei canali e dei circuiti che permettono di collegare tra loro due qualsiasi sistemi o unità di calcolo e in particolare l’unità
centrale di un elaboratore con quelle periferiche: metodi , dispositivi , circuiti d’interfaccia. I. utente , la parte di un programma con cui l’utente interagisce e l’aspetto che assume visivamente. Interfaccia usb* Le interazioni sono : input immissione dei dati nel computer; i dispositivi di input sono tastiera\scanner mouse ecc. avviene poi l’elaborazione dei dati (paragonare, classificare, ecc.) output; per vedere ascoltare il risultato servono dei dispositivi di output come lo schermo, le cuffie ecc. \le info possono anche essere sottoposte a ulteriore elaborazione (per esempio per integrare immagini e suoni per una presentazione) memorizzazione; i dati e i programmi non utilizzati al momento vengono memorizzati in modo da essere poi recuperati in un secondo momento distribuzione; i dati possono essere stampati o trasmessi (via posta elettronica). Architettura di Von Neumann: architettura hardware per computer digitali, la quale condivide i dati del programma e le istruzioni del programma nello stesso spazio di memoria. Lo schema si basa su cinque componenti: UNITÀ CENTRALE DI ELABORAZIONE (CPU), che si divide a sua volta in unità logica (o di calcolo) e unità di controllo. Una CPU ha il compito di eseguire le istruzioni di un programma presente nella memoria non volatile (ROM – Read Only Memory, che contiene i programmi che inizializzano la macchina all’accensione) in fase di avvio (o boot), nella memoria centrale (o primaria, es. RAM) dopo averlo prelevato dalla memoria secondaria o da altri dispositivi: durante l'esecuzione del programma l'unità legge o scrive dati direttamente da o nella memoria centrale. UNITÀ DI MEMORIA ; intesa come memoria di lavoro o principale (RAM – Random Access Memory). UNITÀ DI INPUT ; tramite il quale i dati vengono inseriti nel calcolatore per essere elaborati. UNITÀ DI OUTPUT ; necessaria affinché i dati elaborati possano essere restituiti all’operatore. BUS; canale che collega tutti i componenti tra loro. Queste cinque unità sono raggruppate in 4 categorie: sottosistema di interfaccia, sottosistema di memorizzazione, sottosistema di elaborazione, bus.
il primo è il corpo del computer Il computer è una macchina che elabora istruzioni. Tutto ciò che si tocca in un computer è hardware che si contrappone a software , ossia ai programmi. Dell'hardware fanno parte anche le periferiche e tutto ciò che permette al computer di dialogare con l'utente: schermo, tastiera, stampante e così via. Per funzionare, ha bisogno di istruzioni e di oggetti fisici che le elaborino, le memorizzino, accettino i dati dell’esterno (input) e forniscano risultati (output). Ogni periferica (ovvero dispositivo di input\output) è costituita da tre componenti: La parte visibile, il dispositivo Una componente elettronica di controllo, il controller* Una componente software, il driver** Il controller* è ogni dispositivo di ingresso\uscita, collegato a un insieme di circuiti elettronici che gestisce il coordinamento tra processore, memoria e dispositivo in modo da garantire il corretto trasferimento di dati. Riceve ordini dal microprocessore e li trasferisce al dispositivo fisico. Risiede su un circuito stampato ed è solitamente esterno all’unità periferica. Il collegamento tra controller e periferica avviene attraverso dei CONNETTORI. Il driver** è la componente necessaria per la gestione della periferica. Ogni periferica ha un proprio driver che viene consegnato su un disco. BUS insieme di collegamenti in rame posti sulla scheda madre e pensato per interconnettere tutti i dispositivi tra loro. È costituito da un gruppo di collegamenti che uniscono la CPU agli altri dispositivi del computer. L’ampiezza del bus è data dal numero di linee di dati; maggiore è il numero di linee, maggiore è il numero di bit che vengono trasportati contemporaneamente. I nuovi hardware sono le smart card, schede di plastica sul quale è integrato un chip in grado di memorizzare e gestire informazioni. A differenza delle classiche carte a banda magnetica, le smart card possiedono tutte le info e funzionalità che gli evitano di dover accedere a un database remoto ad ogni transazione e fornisce servizi di varia natura (es, accesso col pin). Applicazioni; telefonia mobile GSM (global system for mobile communication) introduce il concetto di SIM (subscriber identity module) che rappresenta un dispositivo portatile di identificazione dell’utente, i sui requisiti corrispondono con le funzionalità della smart card. Banche in ambito bancario sono utilizzate come borsellini elettronici, denaro elettronico e come carte di credito. E-government sono usate come strumento di identificazione e memorizzazione di info personali. il procedimento avviene attraverso il pin anche se questo procedimento può essere sostituito con i dati biometrici (volto, impronta, ecc.) Trasporti titoli di viaggio elettronici (es. biglietti prepagati multicorsa o abbonamenti). Nei trasporti privati, le smart card sono usate come carte di pagamento. Militare carta multiservizi della difesa (CMD) che è un vero e proprio documento di riconoscimento del personale militare e personale civile dipendente, sia un contenitore di info personali, info relative al grado e al corpo di appartenenza, ecc. Settore Privato controllo dell’accesso ad aree riservate, controllo accesso alle reti e protezione delle postazioni di lavoro mediante sistemi di login sicuro e cifratura. Sanità tessera sanitaria\carta sanitaria con allergie, gruppo sanguigno, ecc. Firma digitale dal 1999 c’è la legge che rende valida ad ogni effetto la firma digitale. Scuola\università per l’accesso riservato a PC, internet, ecc. TIPI DI SMART CARD; C’è la carta a memoria che contiene una memoria permanente e che quando si rimuove la scheda, essa salva i dati. Non hanno capacità di elaborazione ma contengono solo circuiti elettronici per memorizzare
dati e per comunicare con il dispositivo di lettura. Sono dotate anche di meccanismi di sicurezza come il pin e poiché questo tipo di scheda non consente la crittografia, le schede di memoria vengono utilizzate per contenere credito telefonico, biglietti per il trasporto o denaro elettronico. Ci sono poi le carte a microprocessore integrato (ICC) che si differenziano da quelle di memoria perché possiedono un vero e proprio microprocessore e un proprio sistema operativo che le rende idonee ad elaborare info in maniera indipendente. Queste carte costituiscono la piattaforma di base per i moderni sistemi di identificazione, i quali necessitano di memorizzazione e trasportare agevolmente informazioni spesso riservate e di carattere personale. SOTTOCATEGORIE DI SMART CARD; ci sono le carte a contatto , dove la connessione tra microcircuito e lettore avviene tramite contatti elettrici. Il circuito stampato della carta, quando inserito nel lettore, può comunicare con esso grazie allo scambio di segnali sotto forma di tensione e corrente. Presentano una piccola piastra color oro sul frontespizio. Infine, le carte a prossimità o contactless , che differiscono da quelle a contatti perché lo scambio delle info non avviene attraverso il canale fisico realizzato dai contatti della carta e del lettore ma per trasmissione in radio-frequenza. È presente infatti una minuscola antenna in grado di rilevare un segnale emesso a distanza da un dispositivo fisso e la lettura\scrittura della carta può avvenire a una certa distanza dal lettore. La smart card può essere vista come una scatola nera; riceve input, lo processa e restituisce l’output. I dati non sono MAI direttamente raggiungibili e il flusso di dati è bidirezionale. Le tecniche di sicurezza impiegate nella progettazione delle smart card riguardano 4 settori: Integrità dei dati ; la corretta trasmissione dei dati tra sorgente (smart card) e destinatario (terminale di servizio) senza alterazioni dell’info, garantita da tecniche crittografiche. Autenticazione ; consente di stabilire se un insieme informativo proviene realmente da una fonte originaria. Si aggiungono dati all’insieme informativo da trasmettere per scongiurare manomissioni. Irriproducibilità ; l’autenticazione non deve essere copiata per consentire l’invio di messaggi fasulli. Riservatezza ; l’obiettivo è quello di evitare che un intruso possa catturare e decifrare le operazioni interpretando di conseguenza il contenuto informativo della smart card. Riconoscimento biometrico sistema automatizzato che permette l’identificazione di una persona attraverso l’analisi di caratteristiche fisiche uniche e intrasferibili come per esempio le impronte digitali, l’iride, i lineamenti del viso, riducendo il rischio di frodi\violazioni informatiche. Interazioni e sicurezza: in genere quando un individuo deve accedere a una struttura piuttosto che a delle informazioni ci sono diversi modi per autenticare la sua identità: con qualcosa che l’utente possiede (però in questo caso il sistema autentica l’oggetto, non il possessore), conosce (password, pin, ecc.) o lo contraddistingue (caratteristiche biometriche, che presenta molti vantaggi). Riguardo alla firma*, si ricorre a tavolette grafiche per approcci dinamici o scanner, tuttavia, la firma è influenzata da condizioni fisiche, è molto variabile e cambia con il passare del tempo. Garantisce comunque i servizi di autenticità, integrità e non ripudio. ID\SPID identità digitale e spid non sono la stessa cosa; l’identità digitale è l’insieme di dati e info o attributi che DEFINISCONO il titolare. Alcuni di essi sono obbligatori come nome, cognome, ecc. altri invece sono facoltativi ma tutti concorrono a rendere il titolare identificabile. Lo spid invece è il SISTEMA PUBBLICO PER L’IDENTITÀ DIGITALE, ovvero il sistema di gestione degli accessi in rete che permette di accreditarsi a tutti i servizi erogati online dalla pubblica amministrazione attraverso l’uso di credenziali. L’elemento scambiato tra pubblica amministrazione e utenti è l’identità digitale. PHISHING : tipologia di truffa realizzata attraverso messaggi di posta elettronica. Attraverso mail apparentemente provenienti da istituti finanziari o siti web che richiedono l’accesso previa registrazione. il messaggio invita, riferendo problemi di registrazione, a fornire dati riservati, indicando anche un collegamento che rimanda solo apparentemente al sito web dell’istituto di credito.
Il formato dell’immagine invece rappresenta l’estensione con cui viene salvata un’immagine. Alcuni formati permettono di comprimere i dati, ottenendo file di dimensioni ridotte. In tal caso però certi metodi di compressione (chiamati “lossy”) possono influire sulla qualità dell’immagine. I formati compressi sono TIFF, GIF, JPEG, PNG, quelli non compressi sono BMP, WMF. Il BMP (mappa di bit) è costituito da una griglia di pixel che mantengono intatte tutte le info acquisite nella creazione o nell’acquisizione dell’immagine. Non essendo compresso, le dimensioni sono molto grandi. Il formato WMF (windows meta file) è un formato grafico di tipo vettoriale quindi ridimensionabile senza perdita di qualità, un esempio sono le clipart di windows. Il formato JPEG (Joint Photographics Expert Group) ha la possibilità di variare il coefficiente di compressione, proporzionalmente alla qualità dell’immagine e può avere profondità di colore fino a 32 bit, che sono 16 milioni di colori. Il formato GIF (graphic Interchange Format) ha profondità 8 bit cioè massimo 256 colori, di cui uno trasparente, grazie al quale si ottengono le gif trasparenti\con lo sfondo trasparente. Le gif sono composte da più fotogrammi ed essere quindi animate. Qui il coefficiente di compressione NON può essere variato. SOTTOQUANTIZZAZIONE usare un numero insufficiente di livelli di quantizzazione che comporta una perdita di informazioni e una ricostruzione imprecisa del segnale, in particolare nelle immagini, uno scarso rendering dei colori (e nel sonoro, un rumore di fondo). SOTTOCAMPIONAMENTO campionare a frequenza minore del valore di Nyquist (rappresentazione grafica della funzione di trasferimento di un sistema dinamico lineare stazionario). Anche qui c’è una perdita di informazioni, nelle immagini i bordi sono confusi, nel sonoro c’è una distorsione e nei video ci sono dei “movimenti a strappi”. Per quanto riguarda il suono, le codifiche standard sono il formato WAV, MIDI ed MP3\MP4 (formati compressi). Volendo campionare una frequenza, utilizzando un Byte per la codifica, per codificare ogni secondo sono necessari: 8 x 1000Hz x 8bit circa 64Kbps Esempio: musica dello stereo, registro con due microfoni, sono circa 20.050 KHz e si campiona a 44.100 Hz. Si utilizza una codifica in 16 bit (8 Byte), quindi si avrà un numero di campioni pari a 16 bit per canale x 2 canali x 44.100 campioni
internet è una rete fisica di computer connessi a vari livelli in tutto il mondo. Le macchine, anche se diverse sono in grado di comunicare grazie all’adozione di protocolli comuni. I criteri di classificazione delle reti sono: In base alla dimensione ed estensione della rete In base alla tipologia di connessione tra le macchine In base al tipo di comunicazione DIMENSIONE DELLA RETE: Local Area Networks LAN; Metropolitan Area Networks MAN; Wide Area Networks WAN; Wireless Network; Home Network; Internetworks. 1m multicomputer 10m LAN 100m LAN 1km LAN 10km MAN 100km WAN 1000km WAN Maggiore distanza internet
Tipologie di rete: punto – punto da un computer all’altro. Stella più computer sono collegati a un computer centrale Bus tutti i nodi (computer) sono collegati a un singolo cavo, chiamato backbone Mesh ogni nodo ha un circuito che lo collega a ogni altro nodo della rete, oppure alcuni nodi sono organizzati fra di loro ma alcuni sono collegati solo a uno o due nella rete. Rete ad anello i nodi sono disposti a cerchio e creano un anello senza l’esistenza di noti terminali. A connetterli c’è un cavo circolare. MODELLO A STRATI ; agevola la gestione della complessità. Ogni strato è responsabile di un sottoinsieme definito e limitato di compiti, funziona in maniera accoppiata con gli altri. Interagisce solo con gli strati immediatamente superiore e inferiore. Fa affidamento ai servizi forniti dallo strato immediatamente inferiore e fornisce servizi allo strato immediatamente superiore. Alcuni strati sono in hardware, altri in software. L’indipendenza degli strati consente la sostituzione di uno strato con un altro di pari livello e limita la funzionalità di uno strato. Tuttavia, l’eccessivo numero di strati può portare ad inefficienze. modello OSI (open system interconnection) o modello ISO\OSI; stabilisce per l’architettura logica di rete, ovvero per le funzioni di comunicazioni delle telecomunicazioni o di sistemi informatici, una struttura a strati, composta da una pila di protocolli di comunicazione di rete, suddivisa in sette livelli.
URL Uniform Resource Locator e viene usato per identificare, individuare e raggiungere in modo univoco una risorsa web. Il codice url viene inserito nella barra del browser e consente di raggiungere la pagina web desiderata, salvata su un server. Per convertire l’URL in IP adress si va su start accessori prompt comandi. DNS Doman Name System, sistema per la risoluzione dei nomi di dominio in indirizzi IP. È possibile sapere se al dominio x corrisponde l’IP y. In questo modo l’utente digita un hostname che la macchina traduce in un IP. Il sistema DNS è basato su dei database distribuiti (copiati cioè in diversi punti della Rete) in cui sono contenute le associazioni tra milioni di host e i relativi IP Adress. Il meccanismo funziona così; l’utente digita l’URL, il browser lo scompone nei suoi componenti fondamentali, estraendo prima il protocollo e l’host che ospita la risorsa indicata. L’host viene poi tradotto tramite DNS in un indirizzo IP, il client si connette, utilizzando il protocollo specificato, all’IP e il browser manda una “http request” al server che contiene quel file. Il server riceve la chiama del client, che contiene il riferimento all’host e alla specifica risorsa alla quale si desidera accedere, trova il file e risponde al client. Grazie a questo riferimento, il server sa a quale sito vogliamo connetterci, all’interno di questo sito viene poi cercata e restituita la specifica risorsa indicata nel segmento di URL che segue all’indicazione dell’host. A quel punto, il browser del client prende in carico la risposta (in html) e trasforma il codice sorgente html in una pagina grafica. Un ruolo di primo piano, all’interno di questo meccanismo è svolto dai domini che consentono di avere le chiavi di accesso alle risorse sparse nella rete. Se il server non riesce a soddisfare la richiesta viene inoltrato al client un file con un codice di errore (es. 404). Composizione dell’URL:
la parola Browser indica un programma che consente di accedere a siti e pagine web che si trovano su internet. Si può anche definire come interfaccia, una pagina che svolge il ruolo di intermediario tra noi e il sito che vogliamo visitare e al quale possiamo avere accesso solo ed esclusivamente digitando il corretto indirizzo internet sulla barra degli indirizzi del browser. Un motore di ricerca è un software come il browser, ma differenza di quest’ultimo, non serve per entrare in siti in cui si possiede l’indirizzo preciso, ma viene comunemente usato per cercare parole o intere frasi. Una volta inseriti i termini chiave della propria ricerca e premuto enter, il motore fornisce un elenco di risultati, contenenti la parola\frase inserita. Il più usato è Google, ma c’è anche Yahoo, Bing, ecc. METAMOTORE interfaccia informatica che svolge la sua interrogazione su più motori di ricerca contemporaneamente. Quando si lancia la ricerca si collega a Google, Yahoo e ad altri, i quali una risposta che può essere direttamente presentata all’utente, oppure filtrata secondo alcuni criteri. Una ricerca su un metamotore può coinvolgere più database insieme, raggiungendo una quota maggiore di siti della rete. Che cos’è l’HTML? Hypertext Markup Language. Definisce la struttura del contenuto che è visualizzato su una pagina web. NON è un linguaggio di programmazione e non consente di rappresentare algoritmi per la soluzione di problemi pratici, tuttavia, il risultato delle elaborazioni dei programmi per il web, qualunque sia il linguaggio di programmazione usato, viene trasmesso in html. È un linguaggio di demarcazione che avviene attraverso i tag. La sua struttura è definita da elementi caratterizzanti che avvolgono righe di testo. I tag si trovano all’inizio e alla fine di un elemento. Vengono inseriti definendo una struttura gerarchica così da definire come disporre gli elementi all’interno di una pagina web. I tag descrivono il tipo di contenuto del documento. La versione in uso attualmente è l’html5 e ci sono degli entri che forniscono le linee guida per la creazione di pagine web che sono:
e
e contiene il testo più altri tag eventuali. Il browser di solito manda a capo di default dopo . e servono per andare a capo quando si è in mezzo ad un testo. Per lasciare una porzione di spazio tra le righe, basta scrivere due volte . e viene utilizzato invece per dividere le pagine in sezioni, per raggruppare gli elementi della stessa specie. Grassetto e Corsivo oppureSi sviluppa parallelamente la cittadinanza digitale che permette all’individuo di partecipare alla società online. È importante conoscere quindi i diritti digitali del cittadino, tra essi il diritto di accesso telematico ai dati e alle info\documenti, diritto alla sicurezza informatica dei propri dati personali e del patrimonio informativo pubblico e diritto alla partecipazione democratica elettronica. Tuttavia, questa situazione non è esente da problemi, come quelli relativi alla privacy, i cybercrimes ecc. quindi è importante educare all’uso della rete. La privacy in particolare si discosta dalla protezione dei dati poiché questa è la modalità e lo strumento attraverso cui chi effettua il trattamento degli stessi, declinandone la responsabilità e la trasparenza. la privacy inoltre può essere anche “come commodity” da sacrificare in cambio di benefici economici. DATA BREACH qualunque violazione di sicurezza che comporta la distruzione, la perdita, la modifica e la divulgazione NON AUTORIZZATA o all’accesso di dati personali, compromettendo la riservatezza e l’integrità dei dati (GDPR). Le violazioni possono esporre l’interessato a vari rischi, come per esempio il furto di identità. CYBERCRIMES fenomeni criminali che si caratterizzano per l’abuso della tecnologia. Possono essere reati informatici impropri, nel quale il computer è uno strumento per attuare il crimine oppure propri, dove il computer è il target. Gli autori di tali reati individuano come obiettivo i sistemi informatici di privati o istituzioni per diffondere virus, alterare o sottrarre e riutilizzare dati. Oppure usano apparati o sottosistemi elettronici per attuare reati come molestie, minacce, estorsioni, ecc. CYBERSTALKING si riferisce a tutte quelle condotte persecutorie e vessatorie che mirano a molestare e perseguitare una persona attraverso l’utilizzo di mezzi digitali di comunicazione, insieme a comportamenti intrusivi, di sorveglianza, controllo, ricerca di comunicazione e contatto nei confronti della vittima. Si configura come forma aggravata dello stalking. CYBERBULLISMO che avviene tra minorenni, mentre tra gli adulti il termine corretto è cybermolestia e si applica anche tra un adulto e un minorenne. Forma di prepotenza virtuale, prevaricazione, oppressione reiterata nel tempo e perpetrata da una o più persone più “potenti” nei confronti di una persona percepita come debole.