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“INFORMATICA UMANISTICA” DI LAZZARI( CAP.1,2,3,5,6)
CAP 1 FONDAMENTI DI INFORMATICA
INFORMATICA: IL TRATTAMENTO AUTOMATICO DELLE INFORMAZIONI
Il termine "informatica" o tecnologia dell’ informazione(I.T.) deriva dal francese informatique e ed 0 0 è coniato ne (^) 1 Fgli anni '60 da Dreyfus il quale mediante la contrazione dei termini information e automatique volle battezzare la disciplina tecnico-scientifica che si occupa della progettazione e 0 0 costruzione di macchine in grado di trat (^) 1 Ftare, o elaborare, in modo automatico l'informazione. I benefici:riduzione dei tempi ;meno errori e fare calcoli che all’ uomo richiederebbero competenze poco comuni. Poiché negli ultimi decenni il potenziale dei singoli calcolatori si è notevolmen 0 01 Fte incrementato grazie alla loro interconnessione in rete, la convergenza tra la tec 0 01 Fnologia dell'informazione e le telecomunicazioni, che si occupano della tra 0 01 Fsmissione dell’ informazione a distanza con lo scopo di comunicare, ha dato origine a una nuova disciplina che va sotto il (^) 0 0nome di Information&Communication Technology (ICT) per esmacchine fotografiche. Il dato, l’ informazione e la conoscenza telefoni cellulari,tv, radio,let (^) 1 Ftori MP3,
Dato, infor 0 01 Fmazione e conoscenza si collocano rispettivamente su tre livelli, in ordine crescente, di astrazione. Dato:un insieme di simboli, tracciati su un supporto fisico che rappresenta le proprietà di un oggetto nel mondo reale. Disporre di un dato non comporta alcun vantaggio a meno che esso non sia mes 0 01 Fso in relazione con la proprietà cui si riferisce e lo si trasformi in infor 0 01 Fmazione. A un livello di astrazione ancora maggiore, si può parlare di conoscenza quando si disponga di regole che permettono di trarre vantaggio da tale informazione. L'approccio alla risoluzione dei problemi basato sulle informazioni è una delle conquiste più importanti nella storia dell'umanità, consente di compiere ragionamenti e quindi di prendere decisioni sugli oggetti del mondo reale. I linguaggi possono essere di due tipi: 1- lin 0 01 Fguaggi naturali come ad esempio l'italiano. Essi sono ambigui, cioè assumono una pluralità di significati a seconda del contesto. La disambiguazione è più semplice, per gli uomini, quando la frase viene pronunciata all'interno di un contesto. 2-linguaggi formali vengono sviluppati in informatica. Essi sono usati da un calcolatore e sono privi di ambiguità. La definizione di un linguaggio formale prevede: l'individuazione di un alfabeto e la definizione di una grammatica, un insieme di regole. Le semantiche formali consentono di attribuire uni significato 0 0 alle frasi in un lin (^) 1 Fguaggio formale. La codifica e la rappresentazione dell’ informazione
In informatica si usa un linguaggio binario: cioè un alfabeto estremamente ridotto, che contiene 0 0 soltanto i sim (^) 1 Fboli "O" e "1". Questa cifra binaria è un bit e una sequenza di 8 bit si chiama byte. La memoria di un calcolatore è costituita da dispositivi bistabili (Kilobit = 2 10 bit,Megabit=2^20 eGigabyte=2^30 by 0 01 Fte). Poiché in un calcolatore tutte le informazioni sono rappresentate in forma binaria, sotto forma di sequenze di bit, la memoria, la componente del calcolatore avente lo scopo di memorizzare dati nel tempo, è costituita da dispositivi bistabili. La sua capacità, la quantità cioè di dati che è in grado di memorizzare, può essere misurata in bit. Mentre nel Sistema Internazionale i rnultipli sono declinati 0 0 sulle po (^) 1 Ftenze di 10, in informatica, i multipli risultano dalle potenze di 2 (2^10 , 2^20 ...). Gli strumenti per l’ elaborazione dell’ informazione "Elaborazione dell'informazione"= qualsiasi attività condotta sull'informazione che comprende creazione,modifica, conservazione e trasmissione (comunicazione a distanza nello spazio). Ciò avviene in 3passaggi:
- l'informazione viene codificata sotto forma di dati su un supporto fisico;
- il supporto viene sottoposto a una trasformazione fisica che genera nuovi dati, nuove sequenze di simboli;
- i dati generati dal passo precedente vengono decodificati portando una nuo 0 01 Fva informazione. L 'informazione in ingresso all'elaborazione=input, in uscita dall'elaborazione=output. I linguaggi di programmazione sono linguaggi formali progettati espressamente per descrivere algoritmi in modo tale che possano essere eseguiti da un 0 0 calcolatore. Sono caratterizzati da una sintassi semplice, una semantica limi (^) 1 Ftata e assenza di ambiguità. Programma=formaluzione di un algoritmo in un linguaggio di programmazione. Gli strumenti formali per l’ elaborazione dell’ informazione sono combinazioni di linguaggi formali e di algoritmi in cui se i dati di partenza rappresentano correttamente le informazioni sul mondo reale anche i dati risultanti faranno lo stesso. Dispositivi automatici per l’ elaborazione o trattamento delle informazioni -I sistemi manuali: si affidano completamente all'uomo per es calcolo con carta e penna; -I sistemi (semi)automatici rigidi :sono in grado di operare singole trasformazioni fisiche sui dati ma richiedono indicazioni dell’ uomo che deve esercitare il controllo. Un esempio è la calcolatrice. -I sistemi automatici flessibili: dispongono di una memoria all’ interno della quale sono, rappresentati i dati e le istruzioni, una codifica esplicata delle trasformazioni fisiche da operare sui dati stessi. Un esempio è il calcolatore. Evoluzione storica dei sistemi per l'elaborazione dell'informazione
- Il primo strumento adottato dall'uomo per la rappresentazione dell' informazione numerica è costituito dalle dieci dita.
-presenza di un dispositivo di memorizzazione di dati e istruzioni; -aritmetica binaria; -dispositivo di elaborazione separato da quello di memorizzazione. Secondo qst architettura esso deve essere composto da: -un processore (CPU) che ha il compito di leggere le istruzioni e le esegue operando trasformazioni sui dati; -memoria è un insieme di unità elementari di memorizzazione (celle) ciascuna delle quali può contenere un dato o un istruzione; -l’ interfaccia di input e di output , gestisce l’ interazione con l’ ambiente esterno; -il bus è un canale di comunicazione che gestisce lo scambio di informazioni tra gli altri sottosistemi. Quando si progetta un CPU è necessario identificare tutte le operazioni elementari che essa è in grado di compiere e assegnare a ciascuna di esse un ‘ istruzione la cui esecuzione consisterà nell’ espletamento della corrispondente operazione elementare. L’ insieme di tt le istruzioni in binario specifiche per una determinata CPU è detto linguaggio macchina. Due calcolatori dono compatibili quando usano lo stesso linguaggio macchina. -Hardware(HW):componente dura. Sono le componenti tangibili meccaniche ed elettroniche. parti indispensabili per eseguire programmi nel SW. -Software(SW): componente molle. Sono le istruzioni codificate all’ interno della memoria per essere eseguite dall’ HW. Sono programmi che servono all’ HW. La struttura di un calcolatore Unità centrale: scatola metallica della chassis o case. Dotata di ventole. C’ è un alimentatore; scheda madre:all’ interno del chassis. E’ una piastra di materiale plastico. Micro-processore: è posto su un apposito alloggiamento detto zoccolo sulla scheda madre. Memoria centrale: denomiata RAM. Classificazione calcolatori: essi si differenziano in base a velocità, capacità di archiviazione, affidabilità, sicurezza, dotazione di periferiche, la capacità di connettersi ad altri calcolatori,le dimensioni, la modularità, la scalabilità, la semplicità, la dotazione SW e il prezzo. Il personal computer(PC): è formato da unità centrale, video, tastiera e mouse ed è apparso negli anni ‘70 sul mercato ed è adatto ad essere usato da una sola persona(mono-utente). È spesso usato nelle case (home computer) e negli uffici e si avvale di pacchetti preconfezionati. Un laptot= pc progettato per la mobilità; un PDA= è il personal digit assistent. È un calcolatore che può essere tenuto in mano, è quello che è tascabile. Racchiude in dimensioni piccolissime lae caratteristiche di un pc da tavolo, di un netbook spesso integrate con lo smartfone cioè il cel. Work station:è simile ad un pc ma è più veloce il CPU, >capacità di memoria e > qualità della grafica output.
Esistono anche computer multi-utente: -PC: -video terminale; -minicomputer :usato in medie imprese; -mainframe: per elaborazioni massime nell’ ambito di grandi imprese. -supercomputer:tecniche innovative per una ricerca tecnologico-scientifica.
-Formattazione: comporta la cancellazione dei dati sul supporto e la preparazione adatta ad archiviare altri dati; -deframmentazione:ottimizza le prestazioni del disco riorganizzando in modo più efficiente i blocchi di dati; -ridondanza: si adottano tecniche RAID che prevedono la duplicazione dei dati su più supporti.
Il processore(CPU): ha la funzione di eseguire istruzioni codificate in binario all’ interno della memoria centrale andando a modificare i dati all’ interno di essa. Per svolgere la sua attività il CPU si avvale di registri= piccole unità di memorizzazione interne ad essa e caratterizzate da molta velocità. Il ciclo del CPU: -Fetch o lettura della memoria:il CPU legge1istruzione dalla memoria centrale e la memorizza nel registro delle istruzioni(IR); -decodifica:all’ interno dell’ istruzione viene identificata l’ operazione da seguire e i dati su cui l’ operazione deve agire; -esecuzione:demandata all’ unità aritmetico-logica(ALU); -scrittura:il risultato dell’ esecuzione viene trascritto sui registri del CPU. Memoria centrale:è denominata RAM, è un insieme di unità elementari di memorizzazione (celle) organizzate in sistemi di 8 (un byte). E’ realizzata con circuiti elettronici integrati ed è volattile: la sua capacità di memorizzazione richiede un continuo flusso di alimentazione elettrica per cui lo spegnimento del calcolatore determina la cancellazione di tutto il suo contenuto. ROM= memoria piccola aggiuntiva e di sola lettura. L’ accesso alla memoria può avvenire in 4 modi: -accesso sequenziale: prima di poter leggere una cella devo leggere tutte quelle prima; -accesso diretto:accedo in modo immediato alla cella,come nel caso della memoria centrale; -accesso misto: trovare le celle per blocchi; -accesso associativo: si cerca per contenuto non per indirizzo.
-Chace di livello 2: 512 kilobyte ; -chace di livello 3: sulla scheda madre garantisce una capacità di 2 megabyte; -memoria centrale; -dischi interni; -dischi esterni. Le periferiche: con qst termine si indicano i dispositivi, connessi con varie modalità all’ unità centrale di 1 calcolatore , che supportano l’ immissione(input) e l’ emissione (output) di dati. La connessione del calcolatore con 1 dispositivo periferico o di memoria di massa si realizza tramite un ‘ apposita interfaccia collegata da una parte al bus e dall ‘ altra al dispositivo. La comunicazione tra interfaccia e dispositivo può essere: -seriale: prevede la presenza di un unico canale consentendo quindi la trasmissione di 1 singolo bit alla volta; -parallela: prevede la presenza di più canali di trasmissione paralleli consentendo quindi la trasmissione simultanea di gruppi di bit (1 byte). La tastiera è il dispositivo più comune di input che rende disponibili una serie di tasti identificati da simboli. Esistono alcuni tasti che non producono direttamente alcun input ma, premuti in combinazione con altri, ne modificano l’ effetto: tasti modificatori. Il video è detto anche schermo, monitor o display è il dispositivo di output più comune. E’ un’ apparecchiatura elettronica in grado di visualizzare immagini, testo e filmati. Lo schermo è costituito da una matrice di piccolissimi rettangoli detti pixel che possono essere controllati singolarmente dal sistema, attribuendo a ciascuno di essi un colore e generando ciò che a noi appare come una distribuzione di punti colorati piccolissimi e vicinissimi: l’ immagine. La cpu gestisce lo schermo avvalendosi di una scheda grafica(scheda di espansione)che ha la funzione di mantenere una mappa dello schermo , una memoria con le informazioni relative al colore da attribuire a ciascun pixel. Tra le caratteristiche più importanti di un video si deve considerare la dimensione dell ‘ immagine visibile. E’ normalmente misurata in pollici lungo la diagonale. Il rapporto d’ aspetto è invece la frazione che esprime il rapporto tra le dimensioni della base e dell’ altezza dell’ immagine visualizzata. Il suo valore standard è 4:3, ma è sempre più comune il formato panoramico con il rapporto 16:9. La risoluzione indica il numero massimo di pixel visualizzabili nelle 2 dimensioni. Risoluzioni più alte indicano pixel più piccoli e determinano una migliore qualità della resa grafica. Altre caratteristiche importanti sono: profondità di colore, luminosità, contrasto, frequenza di aggiornamento e l’ angolo di visibilità.. Le tecnologie impiegate per la costruzione del video sono: -a raggi catodici(CRT):vantaggi= prezzi bassi, e eccellenti contrasto e brillantezza. Savantaggi= dimensioni e peso elevati e elevato consumo energetico;
-cristalli liquidi(LCD): vantaggi=dimensioni e peso contenuti e basso consumo energetico. Svantaggi=limite nel contrasto e nella luminosità; -al plasma: sono compatti e leggeri ma si adattano a schermi grandi e prezzo e consumo sono elevati. Il video proiettore: dispositivo che si sostituisce al video per proiettare l’ immagine su un grande schermo sia in un ambiente didattico sia per conferenze. Dispositivi di puntamento: la quasi totalità dei software offre all’ utente un ‘ interfaccia grafica (GUI): sul video sono rappresentati oggetti grafici detti controlli, interattori o widget con il quale l’ utente può interagire in modo molto intuitivo servendosi di un dispositivo di puntamento. Operando su di esso l’ utente determina , sullo stesso video, il movimento di un puntatore o cursore , un piccolo oggetto grafico a forma di freccia. Quando il cursore viene portato in corrispondenza di uno dei controlli , l’ utente opera sul dispositivo di puntamento scatenando l’ esecuzione di un ‘ operazione che il software associa a tale controllo. La pressione su uno di qsti pulsanti viene chiama click. Il dispositivo di puntamento è il mouse che è mantenuto sotto il palmo della mano e fatto scivolare su una superficie orizzontale.
Lo scivolamento del mouse meccanico sulla superficie determina il rotolamento di una pallina posizionata sulla parte inferiore e tale movimento si ripercuote su alcune rotelle interne al mouse , comunicato al calcolatore che provvede a muovere il cursore sullo schermo. Oltre allo scivolamento si può interagire con il mouse mediante uno o più pulsanti. L’ operazione che consiste nello schiacciare e rilasciare uno di essi prende il nome di click. Se è ripetuta 2 o 3 volte si parla di doppio o triplo click. Si parla di trascinamento quando si preme su un pulsante , lo si mantiene premuto mentre si trascina il mouse e giunti alla posizione di destinazione lo si rilascia. Altri dispositivi di puntamento sono: -trackball: mouse meccanico rovesciato; -joystick: impiegato nei videogiochi; -touchpad: presenza di sensori che riconoscono la posizione e il movimento di un dito;
- tavoletta grafica: l’ utente traccia disegni o scrive testo su una superficie piana con un apposito stylus con la modalità con cui opera con la penna sulla carta. -touchscreen: le funzioni della tavoletta vengono assunte dal video che si trasforma in un potente dispositivo di input-ouput. La stampante imprime testi o immagini su carta. I formati A3-A0 richiedono richiedono l’ impiego di stampanti per formati grandi, definite plotter. Altre funzioni sono la rilegatura e la stampa fronte- retro. Le stampanti possono essere monocromatiche: stampano in nero su formato bianco e stampanti a colori. Altre caratteristiche importanti sono: -risoluzione: misurata in DPI, punti per pollice;
VoIP: l’ apparecchio telefonico è sostituito da1 calcolatore collegato ad internet e dotato di scheda sonora , microfono e cuffia audio. La voce viene trasferita mediante la connessione internet consentendo risparmi economici. Media center: personal computer dotato di interfaccia grafica e interfaccia sonora per costituire il centro di controllo del sistema di intrattenimento domestico per la fruizione di musica, film, foto e videogiochi. MP3:migrazione di qst tecnologie in dispositivi più piccoli e più specializzati del personal computer. Le reti Una rete di calcolatori è un ‘ insieme di 2 o più calcolatori connessi tra loro allo scopo di comunicare e condividere dati e risorse. con riferimento alla loro estensione possono essere classificate in: -rete personale: PAN. Interconnette un personal computer con dispositivi periferici; -rete locale: LAN. Interconnette i calcolatori un edificio o in edifici adiacenti; -rete metropolitana: MAN. Si estende su 1 area urbana; -rete geografica: WAN. Si estende su 1 ampia area geografica. -rete globale: GAN: si estende a livello globale. L’ internetworking consiste nella connessione di 2 nodi appartenenti a 2 reti diverse, determinando quindi la nascita di 1 unica rete estesa quanto la somma delle 2 reti originarie. Tale meccanismo ha portato alla progressiva costituzione di Internet , una rete di reti di calcolatori estesa a livello globale, è la rete per eccellenza. Una rete privata virtuale(WPN) è la simulazione, realizzata attraverso una rete pubblica(Tipicamente internet) della connessione diretta tra 2 calcolatori o tra 2 LAN. Impiega una serie di misure per garantire sulla rete pubblica, e quindi a costi relativamente contenuti tt le caratteristiche di 1 sicurezza offerte da 1 più costosa connessione privata. La comunicazione Affinchè i calcolatori costituiscano una rete è essenziale che siano in grado di comunicare, cioè di scambiarsi informazioni. Un sistema di comunicazione può essere formulato come segue: -segnale: è una grandezza fisica il cui valore cambia nel tempo come ad es la temperatura corporea. -messaggio: una sorgente vuole trasferire informazioni a un interlocutore, il destinatario e quindi formula un messaggio, una serie di simboli scelti da 1 alfabeto che rappresenta le informazioni. La comunicazione si realizza se sorgente e destinatario condividono lo stesso contesto. -canale di trasmissione: sistema fisico che trasferisce un segnale e alle cui estremità si trovano un trasmettitore e un ricevitore. La sorgente invia il messaggio al trasmettitore che ne codifica i simboli mediante la modulazione del segnale. questo, trasportato dal canale giunge al ricevitore che è in grado di decodificarlo rigenerando la sequenza di simboli che costituisce il messaggio, il quale , consegnato al destinatario gli porta il contenuto informativo che la sorgente a inteso comunicagli.
Rumore: è importante sapere che ciascun canale è soggetto alla presenza e agli effetti negativi del rumore, il quale può determinare differenze tra il messaggio inviato dalla sorgente e qll giunto al destinatario. Per ridurre o evitare gli effetti negativi è utile che trasmettitore e ricevitore concordino l’ uso di codifica con ridondanza: oltre ai simboli del messaggio nel segnale si ricorre a simboli aggiuntivi per verificare la corrispondenza tra il messaggio trasmesso e qll ricevuto e in caso negativo correggere gli errori. I mezzi fisici: mezzi utilizzati per realizzare la rete e trasmettere segnali binari. Possono essere impiegati: -mezzi guidati: il segnale viaggia su linee fisiche come ad es cavi. Uso di reti cablate cioè con cavi. Esse si distinguono in:
- impianti di cablaggio , sistemati cavi, di connettori che viene installato negli edifici per predisporre una rete cablata
- cablaggio strutturato: impianto di cablaggio molto flessibile perché vengono usati cavi che consentono la realizzazione di reti di tipo diverso. Ogni mezzo di comunicazione è caratterizzato dalla velocità massima con la quale i dati possono essere trasmessi e si misura in bit al secondo o multipli di esso e dalla distanza massima oltre la quale il segnale trasmesso è illeggibile. I mezzi fisici sono: -doppino telefonico:mezzo fisico guidato per la trasmissione di segnali elettrici. È costituito da 8 fili di rame , ricoperti dal materiale isolante, suddivisi in 4 coppie di fili intrecciati e racchiusi da una guaina isolante esterna. Qst cavo UTP ha a ciascuna delle sue estremità un connettore RJ. -cavo coassiale: impiegato anche esso per trasmettere segnali elettrici è costituito da 1 corpo centrale di rame, ricoperto da materiale isolante avvolto da fili di rame e racchiuso in una guaina isolante esterna. Può essere: thin(sottile), thick(spesso). -la fibra ottica. Consente la trasmissione di segnali luminosi -mezzi non guidati: (wireless),senza fili. Il segnale(onde elettromagnetiche) viene irradiato nello spazio , trasmissione via etere. Si suddividono in: -IRDA: utilizza onde elettromagnetiche infrarosse; -BLUETOOTH: è una tecnologia basata su onde radio e mette in comunicazione dispositivi diversi. Per mettere in comunicazione dispositivi entro un raggio di qualche decina di metri. -WI-FI: è basata su onde radio per la realizzazione di WLANN; -Access point: dispositivo per connettere calcolatori dotati di rete WI-FI e di connetterli a una LAN cablata e ad internet. Internetworking: un dispositivo è online(in linea) se è connesso a duna rete e offline(fuori linea) quando è disconnesso. I 2 termini si riferiscono alla connessione di 1 calcolatore o di 1 rete ad internet. La connessione ad internet si realizza mediante un’ azienda specializzata nella fornitura di connettività, un internet service provider (ISP), fornitore di servizi internet oppure un internet access provider (IAP) fornitore di accesso a internet. La connessione verso ISP si realizza con:
-programma: algoritmo espresso in un linguaggio di programmazione; -programmare in un linguaggio macchina: descrivere 1 algoritmo sotto forme si sequenze di bit, attività noiosa e onerosa in termini di tempo; -si è quindi ideato il linguaggio assemblatore, un linguaggio di programmazione che ad ogni istruzione binaria del linguaggio macchina associa una codifica mnemonica in inglese. I linguaggi di programmazione ad alto livello, più vicini a linguaggi impiegati dagli uomini sono in grado di rendere l’ attività di programmazione più semplice e produttiva. Un programma scritto in un linguaggio di programmazione di alto livello , per poter essere eseguito da un calcolatore deve essere tradotto nel suo linguaggio macchina. Qst attività può essere condotta da un calcolatore sotto la guida di un particolare programma, il traduttore specifico per qll linguaggio di programmazione e per quel linguaggio macchina. Ne esistono di 2 tipi: -compilatore: riceve in input l’ intero programma in linguaggio di alto livello(programma sorgente) e produce in output la sua traduzione in linguaggio macchina(programma oggetto); il suo impiego è vantaggioso quando si distribuisce il proprio programma ad altri. -interprete: riceve in input l’ intero programma in linguaggio di alto livello e per ciascuna istruzione la traduce e la fa eseguire direttamente. L’ interprete è vantaggioso per il programmatore nel corso dello sviluppo del programma. La macchina astratta : unione calcolatore e traduttore di un linguaggio di programmazione di alto livello Vs macchina fisica rappresentata dal solo calcolatore. Il software: può essere duplicato e distribuito su supporti molto economici. Il valore del s. è molto maggiore rispetto al supporto di plastica che lo contiene. Esso è un ‘ opera di ingegno ed è soggetto alle norme di diritto d’ autore: -quando 1 azienda commissiona ad una software house (azienda specializzata nella produzione di s.) la produzione di un s., in genere il committente acquista dal produttore anche la versione sorgente e quindi anche la titolarità del diritto d’ autore; -se il produttore di un s. immette il suo prodotto sul mercato ne concede la licenza d’ uso. Ci sono poi: -shareware: prodotto usato per un periodo di prova. -Licenza freeware: prodotto copiato e distribuito liberamente; -software libero e il software open source: distribuiti con la versione sorgente dal titolare del diritto di autore che ne incoraggia l’ uso, le modiche ma alcune restrizioni. Il software è suddiviso, in base alle funzionalità da esso offerte: -software applicativo: programmi detti applicazioni, che risolvono o supportano l’ utente nella risoluzione dei problemi specifici in determinati ambiti applicativi; Bisogna citare i software di produttività individuale o applicazioni d’ automazione d’ ufficio, spesso distribuiti in pacchetti che ne raggruppano alcuni, che comprendono: videoscrittura es Microsoft Word; gestione fogli elettronici es fogli di calcolo; presentazioni multimediali es Microsoft Powerpoint; foto ritocco es Photoshop; organizer es Lotus Notes ; gestione di basi di dati es DBMS. Un documento: entità composta da 1 contenuto intellettuale e dal supporto sul quale è registrato.
-software di base: programmi di utilizzo generale che consento l’ interazione dell’ utente con il calcolatore. Quando acquistiamo 1 calcolatore l’ hardware ha 1 sistema operativo cioè un insieme di programmi di utilizzo generale per l’ interazione tra utente e calcolatore. Un sistema operativo è costituto da più macchine virtuali. L’ hardware (macchina fisica) viene corredato da un primo strato di software , una collezione di programmi progettati per fornire funzionalità aggiuntive rispetto a quelle rese disponibili dalla nuda macchina fisica. L’ insieme di hardware e software = macchina virtuale , un ‘ interfaccia che fornisce altri programmi la possibilità di trarre vantaggio dall’ impiego di qste funzionalità aggiuntive. Un sistema operativo è costituito dalla stratificazione di più macchine virtuali costruite su tale principio: ognuna di esse, impiegando le funzionalità dell ‘ interfaccia delle macchine virtuali agli strati inferiori, fornisce tramite la propria interfaccia , nuove funzionalità a qll degli strati superiori. Un moderno sistema operativo è formato da: -nucleo: gestisce la CPU; -gestore della memoria; -gestore dei dispositivi I/O: gestisce periferiche e sistema input-output; -file system: gestisce l’ archiviazione dei dati; -gestore della rete: gestisce la connessione con altri operatori; -interprete dei comandi: gestisce l’ interazione con l’ utente. La combinazione di 1 calcolatore con 1 sistema operativo costituisce una macchina virtuale , con 1 interfaccia per i programmi applicativi e 1 per l’ utente umano, spesso denominata piattaforma(es piattaforma Wintel). La gestione della CPU: -anni ’40: i primi calcolatori elettronici erano monoprogrammati: mantenevano in memoria centrale ed eseguivano 1 solo programma per volta e si usavano schede perforate. -anni ’50: per un migliore sfruttamento della risorsa più costosa del calcolatore, la CPU, riduce i tempi di inattività tra il termine dell’ esecuzione di un programma l’ inzio dell’ esecuzione del successivo. Si introduce il monitor e le schede perforate sono organizzate in lotti(batch). -anni 60’ i calcolatori diventano sistemi multi programmati. Scompaiono le schede per forate e si ha la possibilità per il calcolatore di interagire con l’ utente. Nascono molte applicazioni rese possibili da qst interattività: -applicazioni I/O bound: in genere interattive e richiedono l’ interazione della tastiera (es video scrittura). -applicazioni CPU bound: in genere non interattive che richiedono l’ elaborazione da parte della CPU(es calcolo numerico). Timesharing: condivisione del tempo che si realizza collegando più terminali dello stesso calcolatore che divenne appunto il sistema timesharing. Ciò offre un parallelismo virtuale, e’ un processo che è un ‘ entità dinamica in contrapposizione al programma che, in quanto insieme di istruzione in linguaggio macchina è un ‘ entità statica. Il sistema t. quando è richiesta l’ esecuzione di 1 programma il sistema operativo crea un nuovo processo. Il processo si evolve nel corso dell’
In un supporto di memoria viene creata una cartella. Ogni file e ogni cartella sono identificati da un nome e un pathname, la descrizione del percorso più breve per raggiungerli. La gestione della rete .I moderni sistemi operativi sono definiti sistemi operativi rete proprio perché progettati assumendo come obbligatoria la connessione del calcolatore in rete. A livello di astrazione più basso il gestore della rete si occupa la device independence grazie alla quale gli utenti e le applicazioni usufruiscono dei servizi disponibili in rete. A livello più astratto è importante la corretta gestione delle autorizzazioni all’ accesso. Ci sono differenti modalità di interazione tra utenti e calcolatori nell’ ambito di 1 rete: -interazione uomo-calcolatore locale: è l’ interazione senza impiego della connessione di rete(video scrittura); -interazione uomo-calcolatore remoto: tramite un ‘ applicazione in esecuzione sul calcolatore , l’ utente interagisce con 1 altra applicazione in esecuzione su un calcolatore remoto connesso in rete; -interazione tra uomini mediata da calcolatori: tramite un ‘ applicazione in esecuzione sul calcolatore locale l’ utente interagisce con un altro utente che a sua volta impiega un ‘ applicazione in esecuzione sul suo calcolatore (chat). Interfaccia con l’ utente L’ interprete di comandi interfaccia uomo-macchina è la componente del sistema operativo che consente all’ utente stesso di comunicare con il sistema operativo ordinando gli specifiche attività per la cui esecuzione il sistema operativo attiva componenti e programmi. All’ inizio di una sessione di lavoro il sistema operativo deve identificare con certezza l’ utente (autentificazione) che intende accedere al calcolatore. l’ autentificazione informatica avviene secondo 3 modalità: -dimostrazione di conoscenza: si chiede all’ utente di scrivere delle credenziali che devono corrispondere a qll note al sistema ( account), tipicamente un nome utente (username) e una parola chiave(pasword); -dimostrazione di possesso: utente deve dimostrare di possedere un oggetto fisico come ad esempio una smart card; -dimostrazione di caratteristiche fisiche: l’ utente deve dimostrare di possedere determinate caratteristiche fisiche , ad esempio lettura delle impronte digitali. Tra gli utenti di un calcolatore si possono identificare alcune figure di riferimento: -amministratore di sistema: garantisce il funzionamento complessivo del calcolatore; -operatore di sistema: sostituisce l’ amministratore , dietro sua delega in alcune operazioni; -programmatore che realizza le applicazioni; -utente applicativo : colui che utilizza le applicazioni. Nei sistemi operativi più vecchi l’ interazione uomo-macchina avviene mediante 1 interfaccia a linee di comandi CLI. Le prime applicazioni interattive su video terminale offrivano all’ utente un ‘ interfaccia interattiva modale. L’ applicazione proponeva delle domande a cui l’ utente rispondeva , poi c’ era la fase di elaborazione seguita dalla visualizzazione del risultato e dalla terminazione dell’ applicazione. Si passò poi alla interfaccia interattiva non modale. L’ applicazione si apre in una condizione di ascolto, in attesa che l’ utente inserisca dei valori di input e selezioni il pulsante che attiva l’ elaborazione. Il risultato viene presentato in output.
L’ approccio WYSIWYG propone la visualizzazione immediata degli effetti dell’ esecuzione dei comandi. Interfacce multimediali che si avvalgono di più media, qst tendenza attuale delle interfacce mediali avviene in: -input : testo (cn la tastiera),grafica(con i dispositivi di puntamento) , suoni (con il microfono)…- output: testi, immagini, filmati e suoni. I software maligni: con il termine malware o con computer virus si intende una classe di programmi progettati per infiltrarsi e anche apportare danni all’ interno del calcolatore senza il consenso del proprietario. Il fenomeno è in espansione anche grazie ad internet che ne facilita la distribuzione. -Un computer virus è un insieme di istruzioni nascosto all’ interno di 1 programma che risulta così infetto. Un calcolatore si diffonde da 1 programma all’ altro con il trasferimento di 1 programma infetto;
- un worm: intero programma che mediante rete manda copie di se stesso ad altri calcolatori intasando la rete; -trojan horse : si presenta come 1 utile applicazione gratuita ma in realtà rende il calcolatore soggetto ad attacchi e accessi non autorizzati (hacker); -spyware: programma istallato senza autorizzazione che controlla informazioni sull’ utente e sulle sue abitudini; -adware: programma che installato su calcolatore prone all’ utente pubblicità sotto forma di immagini etc; -crimeware: furto di identità; -hoax: messggio di posta elettronica che, senza alcun fondamento annuncia l’ avviso di messaggi contenenti virus. L’ utente può cancellare file utili al sistema operativo. Soluzioni: non aprire messaggi di dubbi provenienza, evitare di installare applicazioni di dubbia provenienza o navigazione su siti web di dubbi serietà. Installare: -antivirus: un software che rimuove i programmi malware; -firewall: barriera elettronica contro il virus del cavallo. CAP 2 LA CODIFICA DELL’ INFORMAZIONE avviene grazie all’ uso dell’ alfabeto binario (0,1). -su un supporto fisico si rappresentano i dati, sequenze di simboli che codificano l’ informazione; -il supporto viene sottoposto a una trasformazione che modifica i dati; -i dati così ottenuti vengono così codificati generando una nuova informazione. La rappresentazione dei numeri può essere di tre tipi: -decimale posizionale: si usano cifre da0 a 9 cioè 10 simboli e ognuna è moltiplicata per la potenza di 10. Posizionale significa che ogni cifra assume un diverso ruolo in base alla posizione che occupa: u,d, c e migliaia.
-metodo della ridondanza: si trasmettono più simboli rispetto a quelli necessari per la codifica dell’ informazione. È uno schema di ripetizione: ogni simbolo viene trasmesso due o più volte e individuando eventuali differenza tra copie dello stesso blocco vengono individuati gli errori. -metodo di controllo di parità: si suddivide il messaggio binario in blocchi( di solito un byte) e trasmettendo un blocco si contano i numeri “1” presenti. Se questo è pari si trasmette in coda al byte un bit di parità(0) altrimenti accoda 1 se il bit è dispari. Il codice:una sequenza di simboli impiegati per rappresentare sinteticamente oggetti del mondo reale. Ce ne sn di diverso tipo. Il testo.. codifiche: -ASCII: codifica secondo la quale ogni carattere è rappresentato da una sequenza di 7 bit. 2 7 = 128 caratteri; -ASCII esteso: evoluzione dell’ ASCII. Consente di raddoppiare da 128 a 256 caratteri e di rappresentare altre lettere in uso nei linguaggi naturali nelle diverse regioni del mondo; -EBCDI:codifica dei caratteri a 8 bit usata da minicomputer IBM; -UNI CODE: favorisce l’ interoperabilità cioè la capacità dei sistemi informatici di cooperare e di scambiare informazioni in modo efficiente. Originariamente pensato per una codifica a 16 bit ora ne raggiunge fino a21; Formato di file con informazioni testuali:-PLAIN TEST O TXT:file di puro testo.DOC=contengono oltre al testo altre meta-informazioni tra cui la formattazione; -HTML:linguaggi di marcatura(all’ interno del testo ci sono annotazioni anche esse di puro testo)per ipertesti; -ODT e DOCK: formati di videoscrittura di Open Office e le ultime versioni di Word. -RTF: sviluppato da Microsoft per lo scambio di documenti tra sistemi e applicazioni. -PostScript: linguaggio di programmazione e PDF:formato per la descrizione di documenti. Le immagini. I dispositivi di acquisizione campionano un ‘ immagine suddividendola in bitmap, una matrice di piccoli rettangoli i pixel. La profondità di colore: numero di bit impiegati per codificare il colore associato a ciascun pixel. In caso di immagini monocromatiche in bianco e nero la codifica avviene in 1 bit dando 0 al nero e 1 al bianco. In caso di immagini a tonalità grigia: si usa un byte per rappresentare le varie tonalità. Per l’ immagine a colore ci sono due modelli: -modello di colore sottrattivo:gli inchiostri colorati sottraggono luminosità al bianco .Si parte dal bianco e la miscela dei colori primari produce il nero F 0E 0giallo, magenta, azzurro e nero; -modello di colore additivo:si parte dal nero e la miscela dei colori primari produce il bianco. F 0E 0rosso, verde e blu.
Formato dei files contenenti immagini. Essi sono 2: -Raser: contengono una rappresentazione dell’ immagine sotto forma di bitmap: miglior codifica per le immagini fotografiche. Esso descrive in termini di pixel; -vettoriali: presentazione dell’ immagine come composizione di elementi geometrici come linee o punti ch vengono codificate in equazioni matematiche. Essi sfruttano al meglio la risoluzione. Per i video e la stampa si usano i font. I suoni e il formato audio Oggi è più comune la codifica digitale binaria tipica dei CD. I formati più comuni sono. -WAV: formato non compresso presente sul calcolatore; -MP3:più comune formato audio. E’ efficace in termini di spazio occupato sui sistemi di memoria; -AAC:formato di qualità superiore dell’ Mp3. E’ usato sugli ultimi prodotti APPLE e dalla console SONY. I filmati: serie di fotogrammi(immagini digitali) mostrati in rapida successione con frequenza costante. Vi sono AVI F 0E 0riproduzione di file multimediali in Windows e FLV F 0E 0per la fruizione di filmati in internet. La compressione di un file: consiste nella riformulazione del suo contenuto informativo con una codifica che ne riduce le dimensioni. Può essere: Lossless: senza perdita. Avviene con WinZip .è reversibile ( si può generare una copia=all’ originale). Lossy:con perdita. Elevata compressione a scapito dell’ informazione che può essere persa in modo irreversibile. Le basi dei dati: insieme di tutte le risorse usate per raccogliere dati e informazioni. Date base: grosse collezioni strutturate di dati che garantiscono efficacia evitando la ridondanza e la perdita. La gestione del data base è affidata a un sistema di gestione del data base(DBMS). Esso rende disponibili due linguaggi: -DDL: definire e contenere i dati; -DML:modificare il contenuto dei dati. SQL li ingloba tt e 2. La struttura del data base può essere rappresentata attraverso: -schema concettuale:modello Entità-Relazioni.Gli elementi sono:entità(oggetti reali),relazioni (legami logici fra entità),attributi(proprietà di relazioni); -schema logico:modello Rezionale. Data Base come un’ insieme di relazioni o tabelle fra loro collegate in cui i dati sono organizzati in file(record)organizzati in campi.
