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INFORMATICA
Parte A
TERMINOLOGIA DI BASE
COMPUTER= macchina generica che elabora dati a seguito di un input e produce un output in accordo ad un insieme di istruzioni (Hardware+software—COMPUTER) HARDWARE = Oggetto fisico/componente fisico del computer SOFTWARE = Parte logica che fa funzionare il computer in quel determinato modo NETWORK = comunicazione tra due o più macchine, non può esistere con una sola macchina, è comunicazione tra dispostivi DISPOSITIVI PERIFERICI = oggetti esterni, opzionale, qualcosa che collegato alla macchina è aggiuntivo INPUT = dato in ingresso OUTPUT = ciò che restituisce il computer DATI = oggetti su cui fare lavoro, insieme di simboli che ci aiutano a calcolare INFORMAZIONE = Dato elaborato, sono i dati grezzi rielaborati, il seguito di una rielaborazione di un insieme di dati ELABORAZIONE = trasformazione e manipolazione di un dato MEMORIA = memoria di dati TEMPORANEA (ad esempio finche non si spegne il computer). Muore quando muore la macchina STORAGE = Memoria PERMANENTE APPLICAZIONE = un oggetto che ci aiuta ad ottenere un risultato. È un insieme di algoritmi ALGORITMO = un insieme di istruzioni, un insieme di operazioni che eseguite in conseguenze secondo una logica ci fanno ottenere un determinato tipo di risultato Un algoritmo è un programma SISTEMA OPERATIVO = programma/applicativo. Insieme di algoritmo più complesso CODICE BINARIO. Il codice binario è l’alfabeto dell’informatica. Si chiama binario perché offre solo due opzioni: SI e NO. Viene scelto perché è più semplice da decifrare, in quanto la macchina ha solo due possibilità. La probabilità d’errore è molto bassa, date solo due opzioni. Unità fondamentale ( e più piccola) della macchina è il BIT, cioè il BINARY DIGIT. (Ogni dato elaborato sarà composto da BIT.) Essendo l’unità più piccola avremo milioni, miliardi di bit. È alla base dell’informatica, è il tassello che costituisce qualsiasi dato. Il bit può avere due valori: 0 ed 1 (0 è un valore nullo/negativo e 1 valore positivo) DA BIT AD ALFABETO per rappresentare due elementi, uso 1 bit, 0 o 1, che ad esempio equivalgono nell’alfabeto ad A e B (A = 0, B = 1) se ne devo rappresentare 4, uso 2 bits che mi permettono di creare 4 combinazioni di 0 e 1 equivalenti ad esempio ad A,B,C e D (A = 00, B = 01, C =0 10, D = 11,) se ne devo rappresentare 8, uso 4 bits che mi permettono di creare 8 combinazioni di 0 e 1 equivalenti, ad esempio ad A,B,C, D, E, F, G, H (A = 000, B = 001, C = 10, D = 011, E = 100, F = 101, G = 110, H = 111)
COME FA LA MACCHINA A SAPERE SE è 0 O 1? Tramite la corrente elettrica e la tecnica della differenza di potenziale. Presa una quantità di corrente, la faccio passare all’interno della macchina con l’alimentatore, ma non avrò un valore costante, ci sono vari valori che si alternano. Stabilita una SOGLIA, se va sopra la soglia stabilisce un valore, se va sotto ne stabilisce un altro. Serve a definire se un certo bit sta ad 1 o a 0 Esempio: Soglia di 5 volts. Tutta l’elettricità che arriva al computer inferiore a 5 volts ha come valore/bit 0 e quella che lo supera ha valore 1. COME FA A CAPIRE QUANTI 1 E QUANTI 0 CI SONO? Con un tempo (CLOCK) tramite il quale posso formulare una sequenza binaria. Il tempo è il parametro in base a cui formulo la sequenza binaria. In quel istante preciso ti dice se la differenza di potenziale è sopra o sotto la soglia stabilita. Clock È un ciclo che dice ogni quanto il computer controlla se la tensione elettrica è sopra o sotto la soglia. UNITA’ DI MISURA 8 BITS (che corrispondono a 1 BYTE) → sono il numero esatto che serve per rappresentare, in sequenze diverse, tutti i simboli, che nella macchina sono in tutto 220. È anche il massimo di volte che si possono unire 0 e 1 Esempio: per rappresentare parola “casa” uso 4 volte 8 bit. 8 bit = 1 byte (unità di misura standard) 1 KiloByte = 10^3 byte (mille) es: doc 1 MegaByte = 10 6 byte (milioni) es: canzone 1GigaByte = 10^9 byte (miliardi) es: film TeraByte… 10^12 es: database PetaByte… 10^15 ExaByte… 10^18 Dipendono in base alla pesantezza dei dati METODO POSIZIONALE Serve per la conversione binario-decimale = da bit a decimali e viceversa. Sfrutta le posizioni della potenza del 2 GUARDA QUADERNO TABELLA ASCII Mappatura tra binari ed elementi reali. Contiene tutte le combinazioni per la trattazione degli oggetti in binario. Ce ne sono varie nel mondo. RAPPRESENTAZIONE DELL’INFORMAZIONE Ci sono dei limiti dettati dalla regola degli 8 bit, in quanto una macchina di soli 8 bit avrà un processore molto lento e non sarà in grado di compiere comandi complessi. Se calcola 8 bit alla volta vuol dire che ho solo 8 spazi per rappresentare ciò che voglio. È un grande limite di rappresentazione, tanto che dei numeri decimali potrei arrivare al massimo al 255. I computer infatti non calcolano 8 bit alla volta, ma quasi sempre 16, 32 e 64. Più è grande il numero più il processore è veloce. Più la macchina ha un architettura potente più comandi e calcoli può svolgere, poiché tanti bit insieme, svolgono istruzioni molto complesse.
componenti che consente l’esecuzione di operazioni e agisce da controllore. All’interno del processore ci sono due sotto unità: PROCESSING UNIT = (braccio) Processa i dati e si occupa del funzionamento delle operazioni. Computa/ fa operazioni grazie al modulo della memoria. I due componenti/unità che servono a fare i due tipi di operazioni sono: o ALU = (Arithemetic and logic unit) che esegue le operazioni e i calcoli. È indicata con i CORE, ovvero l’unità di calcolo. Piu ce ne sono più il processo re è potente. Ad esempio un dualcore ha due ALU, ovvero due unità di calcolo. o TEMP = indicata con CACHE. Memoria temporanea di appoggio che serve ad utilizzare al meglio le prestazioni della cpu, e che amplifica le potenzialità che sarebbero dettate solo dai registri. È una piccola memoria temporanea, più grande però dei registri. Fa da intermezzo tra la memoria ram e i registri. Il computer carica una parte dei dati nella temp e quando deve fare operazioni specifiche non deve uscire dalla cpu (se non per fare operazioni che non rientrano nella cache), bensì interfaccia registri/ram in maniera molto rapida e risparmiando molto tempo. (e riducendo accessi a ram) La temp è però molto costosa. Detta anche CASH. Esempio: la prima volta che apri Word ci mette un po a caricarlo, ma la seconda si apre subito perché ha salvato dei dati nella temp. CONTROL UNIT = (mente) Si occupa del controllo e della supervisione dei dati e delle attività di elaborazione. Da gli ordini alla processing unit, in particolare alla alu. Nella control unit abbiamo due registri diversi, che vengono sfruttati come l’MAR e l’MDR per accedere a dati all’ interno della ram. Essi sono dati speciali, non sono valori, numeri o stringhe ma istruzioni da eseguire nella CPU. Quando la cpu deve effettuare una serie di istruzioni usa i due registri per andare ad identificare la prossima istruzione da eseguire all’interno della cpu. o PC = Program counter. Funziona come l’MAR Contiene gli indirizzi delle prossime istruzioni da eseguire. o IR = Instruction register. Funziona come l’MDR Contiene le istruzioni da eseguire. Il CPU può fare diversi tipi di calcoli e OPERAZION I:
- Operazioni ARITMETICHE o matematiche = come somma e sottrazione tra i bit.
- Operazioni LOGICHE = confronti tra bit. Ad esempio le operazioni AND, OR, NOT. o AND = Se ho due bit/oggetti posti ad 1 mi restituisce 1 come risultato, tutti gli altri sono 0. (1 e 1 = 1, 0 e 0 = 0, 0 e 1 = 0, 1 e 0 = 0) Entrambi gli oggetti sono veri o OR = se ho due bit posti a 0, mi restituisce 0, tutti gli altri sono 1. ( 0 or 0 = 1) Solo uno dei due oggetti è vero. o NOT = Se ho 0 mi restituisce 1, se ho 1 mi restituisce 0. Indica opposto.
- Operazioni di MOVIMENTO (shifting) = servono per ridurre la complessità di calcolo facendo scorrere i bit da destra a sinistra o viceversa. Fa fare molti calcoli facendo risparmiare tempo alla macchina. Se voglio aumentare il binario faccio lo shifting a sinistra (simula operazione di moltiplicazione)
Se voglio diminuire il binario faccio lo shifting a destra (simula operazione di divisione) GUARDA QUADERNO PER OPERAZIONI MEMORIA/RAM (Random Access Memory) Random per oddimizzare i tempi di scrittura dei dati. È il contenitore dei dati, l’unità che si occupa di stoccare ed operare informazioni all’interno del modulo di memoria temporanea. È ciò che Il processore usa la per fare calcoli. La memoria temporanea è detta RAM e si occupa solo di fare operazioni. L’architettura della Ram è composta da: Celle Indirizzi La Ram è formata da CELLE , che contengono dei dati, anche chiamati valori (formati dai bit). Le celle hanno una lunghezza predefinita dettata dall’architettura del processore. Il numero di celle è variabile in base a quanto voglio che sia grande la Ram. Il numero delle celle stabilisce la grandezza della memoria, quindi maggiore memoria voglio usare, maggiore celle vengono utilizzate. Il numero delle celle di solito si basa su potenze di due. Servono per la computazione/ elaborazione dei dati La Ram può compiere due operazioni: STORE = salva dati in ram (dal processore o dall’hard disk.) FETCH = recupera dati dalla ram, cioè li carica dalla ram all’interno del processore per fare operazioni. Come ottengo i dati dalle celle? Utilizzo gli INDIRIZZI. L’Indirizzo è il metodo attraverso cui raggiungo una cella. Ogni cella ha un indirizzo binario e grazie ad esso posso raggiungerla. Per ottenere i valori di una cella sfrutto l’indirizzo con cui riesco a raggiungerla e a leggere i valori al suo interno. La ram quando viene svuotata, non cancella le celle, ma semplicemente non da corrente alle celle che non servono La corrente che non passa all’interno di quelle celle equivale allo svuotare la ram. Come fa la cpu a sfruttare la ram per ottenere e scrivere dati? Tramite dei REGISTRI di appoggio: MAR Indica al suo interno l’ indirizzo della cella di memoria di mio interesse. Contiene l’ indirizzo che devo coinvolgere nella lettura o scrittura dei dati di cui ho bisogno. MDR Contiene ciò che le celle contengono, cioè i dati. MAR ed MDR sono registri (oggetti di supporto al sistema) che servono ad interfacciare la memoria primaria al processore, tramite store e fetch. FETCH (il processore scrive l’indirizzo nella MAR, poi manda un segnale di lettura alla memoria che legge il dato e lo porta nell’MDR) e STORE (il processore scrive il dato nell’MDR, poi l’indirizzo nell’MAR e infine manda un segnale di scrittura alla memoria) Servono ad interfacciare la cpu con i modulo di memoria. Essi risiedono fisicamente nella cpu ma vengono collegati logicamente alla memoria.
È formato da:
- una memoria a 8 registri
- il processore di 16 bits, che può compiere ben 18 operazioni differenti. Ci sono una serie di calcoli che devono essere fatti e la CPU procede per compierli -> ogni processo ha dei registri da un tot di bits, che rappresentano il massimo della sua potenza di calcolo. Più un registro è piccolo, più il calcolo è veloce, in quanto il processore lavora a “blocchi di bits”. Tanti dati sono divisi in registri, ciascuno di un tot di bits. Rispetto alla dimensione del registro la memoria è particolarmente grande, per immagazzinare più dati possibili per fare confutazione. es. registro 8 byte rispetto alla memoria RAM di 4 gigabyte Perché si fa questa differenza tra storage e memoria? ES. Aprendo Google il computer va sulla memoria permanente del computer (storage), dove sono depositati i dati definitivi, prende il programma, lo cerca e lo trova, e poi lo sposta nella memoria RAM, quindi in quella principale del computer. Dallo Storage il computer prende i dati di Chrome e li mette nella memoria RAM perché deve lavorarci temporaneamente finché il programma è aperto. Si attua così un interscambio veloce tra RAM e CPU. La memoria RAM temporanea, che serve per calcolare, viene utilizzata quando si apre un programma per tutta la durata della sessione. Quando chiudiamo Google, i dati si cancellano dalla memoria RAM in quanto sia solo temporanea. Ecco perché per avere contemporaneamente tante applicazioni aperte serve tanta RAM, quindi tanta memoria temporanea per contenere contemporaneamente più pagine mentre ci lavoro. I registri sono nella CPU e servono per fare calcoli rapidi e piccoli. La RAM è la memoria esterna al processore che serve a fare operazioni su dati attivi di un’applicazione che è in esecuzione. La memoria ram si carica con i dati del programma, che in quel momento è in funzione, e i registri vengono caricati dai dati Ram, a seconda di quello che sta succedendo. Es. apro word per fare il grassetto-> ci sono una serie di bits che trasformano il grassetto. Dalla RAM, il programma prende la stringa di bits che fa il grassetto, la mette nei registri, computa e la trasforma in testi in grassetto. CICLO CONTINUO TRA RAM E PROCESSORE Lo storage è lentissimo, mentre la ram è una memoria 100 volte più veloce. Riassumendo… - La RAM è il punto di appoggio per eseguire calcoli quindi, una volta effettuati, quel programma non serve più. Lo storage è la memoria esterna permanente contenente i dati che non vengono più cancellati. Lo storage è aggiuntivo rispetto al computer, in quanto non centri con la memoria che invece è un pilastro del funzionamento della macchina-> paradossalmente, La ram è fondamentale, l’hard disk no. FIRMWARE / BIOS È un software che ci consente di configurare una scheda logica e dare parametri affinché quest’ultima possa funzionare al meglio e comunica strettamente con l’ Hardware. A differenza di un Driver, il Firmware è un software molto più̀ potente, più̀ complesso ed è integrato direttamente in un componente elettrico. Il Driver invece ha un basso linguaggio ed è specializzato per le peroferiche. ll firmware è molto più̀ piccolo di un sistema operativo. Un esempio di firmware è il programma che si trova nella reflex o nel proiettore.
Qualsiasi dispositivo con una scheda logica di un certo spessore con una propria struttura, ha un firmware. Il firmware è responsabile del corretto avvio del computer, consente a software di alto livello di sfruttare hardware, avvia e fa interagire i componenti, fa funzionare la scheda madre… BIOS La scheda madre possiede un proprio firmware, il BIOS (Basic Input Output System) software contenuto in un chip di memoria non volatile, ossia in grado di mantenere i dati, senza eliminarli, in assenza di alimentazione. Il BIOS all’avvio di un dispositivo prima che il sistema operativo venga caricato, si occupa di effettuare diverse operazioni : POST (Power On Self Test) È fondamentale all’avvio di un dispositivo effettuare un check generale di controllo di tutte le componenti hardware e di tutti i dispositivi collegati, bisogna quindi verificare il corretto funzionamento dei circuiti della scheda madre, del processore, della memoria, e di tutto ciò che è«installato» nel dispositivo. Se non ci sono errori procede, altrimenti comunica gli errori. BOOT Avvia procedura per avviare il sistema operativo. BOOTSTRAP È una sotto operazione, un processo incrementale che serve da specifica. Va a identificare il punto di avvio del sistema operativo, cerca la locazione di memoria principale da cui ramifica l’intero sistema. Vengono quindi poi caricate progressivamente le parti del Sistema Operativo, macchina in uno stato stabile e utilizzabile. Serie di step che portano all’avvio completo del dispositivo in una serie di operazioni, tra cui cerca l’MBR. MBR (Master Boot Record) Locazione di memoria che contiene le istruzioni per avviare il sistema operativo, il punto di innesto per l’avvio del sistema operativo. È una partizione della memoria secondaria. Il BIOS legge il contenuto dell’MBR e gli trasferisce il CONTROLLO, è un suo compito la «gestione» del device. UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) È un altro tipo di firmware, può essere considerato come l’evoluzione del Bios, infatti da una parte è molto simile ad esso ma è anche molto diverso poiché̀è di una nuova generazione, dunque ha delle prestazioni migliori. L’UEFI surclassa il BIOS, che è sequenziale (dunque più̀ lento in tutti i passaggi da effettuare), mentre l’UEFI lavora in parallelo, (dunque è più rapido). Grazie al GPT (punto di innesto per l’avvio della macchina che funziona come l’MBR, ma gestisce partizioni di avvio migliori) l’UEFI riesce a gestire dei file molto più̀grandi, a gestire partizioni di Windows più̀ potenti, a velocizzare le operazioni di avvio e a fare un controllo delle periferiche simultaneo. L’UEFI possiede inoltre un interfaccia migliore esteticamente.
SISTEMA OPERATIVO
Passiamo dall’hardware (componentistica fisica) al sistema operativo (software), il quale tramite il firmware sfrutta l’hardware. Dunque il software (sistema operativo) tramite il firmware sfrutta l’hardware. Il sistema operativo è il software di base, su cui viene basata l’intera struttura dei programmi.
Il time sharing beneficia dei core perché più core si hanno, più supporto si riesce a dare al sistema operativo time sharing. Con più core viene smistato il carico del sistema operativo. È il sistema operativo moderno. REAL TIME È quel sistema operativo che si basa sulla reattività Si ottengono degli output il più velocemente possibile a seguito di determinati input. È il sistema operativo per eccellenza dei robot umanoidi, o per esempio quello delle automobili complesse, come la Tesla. Posso cambiare le caratteristiche dell’SO secondo le necessità, alternando ad esempio Time Sharing e Real Time. EMBEDDED È quel sistema operativo dei sistemi integrati SISTEMI INTEGRATI = tutti i sistemi che possiamo vedere come dispositivi chiusi, che non hanno possibilità di espansione. Sono quei sistemi operativi che funzionano con circuiti stampati, chiusi, saldati e senza possibilità di modifica. Di solito sono piccoli. Possono essere anche Time Sharing/ Batch / Real Time. Esempio = telefono, Playstation. Il computer no perché ha parti intercambiabili. HYPERVISOR È quel sistema operativo molto potente che suddivide logicamente le risorse in modo tale da costruire più sistemi operativi dentro ad un enorme sistema operativo. Questa operazione si chiama virtualizzazione. Esempio = un ricco compra un computer molto potente ( con 1024 GB RAM, 400 TB HD (hard disk), 4 CPU con 6 GHZ (Gigaherz) ). Non ha senso tenerlo solo per lui, quindi lo condivide dividendo il computer in tanti computerini, ad esempio con! GB RAM, 100 TB HD, 1 GHZ). Così suddividendo si riduce la potenza di calcolo. Divido logicamente le risorse creando più sistemi operativi in un grande sistema operativo. Si basa su creazione di macchine virtuali. Esempio = quando si compra uno spazio su un web. ULTERIORE DIVISIONE DI SO Sistemi operativi possono essere: MONO-TASK Esecuzione di un solo programma alla volta. Un secondo programma può essere eseguito soltanto quando il precedente ha terminato il proprio lavoro. È simile al BATCH MULTI-TASK Il sistema operativo consente l’esecuzione di più programmi contemporaneamente, dedicando a ciascuno a turno un pò del tempo di elaborazione Visione parallela del TIME-SHARING Esiste una versione che si definisce MULTI-TASKING COOPERATIVO: versione poco efficiente di multi-tasking in cui il programma (e non il sistema operativo) stabilisce quando rilasciare la CPU per l’esecuzione di istruzioni di altri programmi; MULTI-THREADING Un programma viene costruito in modo modulare (all’interno vi sono più moduli). Viene suddiviso in più thread distinti (ovvero dei sottoprocessi), eseguiti contemporaneamente sulla stessa CPU, in modo da migliorare le performance del programma utilizzando più a fondo la CPU. Un vero parallelismo però si ottiene solo se ho più CPU e più CORE, altrimenti abbiamo uno SCHEDULER.
TASK = processo; THREAD = sottoprocesso. Il multithreading deve essere supportato da un hardware (CPU) che la renda possibile. Es : conversione dei video. MONO-UTENTE Il sistema operativo non possiede il concetto di utente e non distingue l’utente che utilizza il computer. Es : Smartphone MULTI-UTENTE Il sistema operativo possiede il concetto di utente ed assegna a ciascun utente file sulla memoria secondaria e processo in esecuzione. Es : Windows, dove ognuno ha il suo account. Sistema condiviso tra più persone, ma con solo un Hard disk. STRUTTURA DI UN SISTEMA OPERTIVO: Il SO offre 7 FUNZIONI all’utente:
- Gestione dei processi, scheduler;
- Gestione della memoria primaria (RAM);
- Gestione del file system (File in cartelle e sottocartelle nello storage);
- Gestione delle periferiche e dell’input/output;
- Gestione della memoria secondaria;
- Gestione della protezione e della Sicurezza;
- Gestione delle interfacce verso l’utente e i programmi applicativi; KERNEL È il cuore imprescindibile del Sistema Operativo e corrisponde alle prime tre funzioni. (gestione dei processi, della memoria primaria e del file system) Nucleo fondamentale del sistema operativo. Sul Kernel si appoggiano le altre funzioni del sistema operativo stesso. Ci sono due tipi di Kernel: MONOLITHIC KERNEL Contiene le 3 funzioni di base, quelle necessarie per il funzionamento dell’SO Può contenere anche funzionalità opzionali. Quasi tutto l’SO risiede nel Kernel, così che si riduce la dimensione dell’SO. (SO molto piccoli) MICROKERNEL Parte di codice basale del SO sulla quale è possibile montare delle parti di funzioni del sistema operativo sulla base di necessità. Non contiene nulla all’interno, è solo un punto di aggancio su cui si montano tutte le funzionalità. Consente quindi di espandere le funzionalità fin dove voglio. Ne deriva quindi che questo sistema viene utilizzato su SO molto grandi.
(1) HARD DISK / DISCO RIGIDO / MEMORIA SECONDARIA / STORAGE
e GESTIONE DEI PROCESSI
STRUTTURA
L’hard disk è il sistema di stoccaggio dei dati all’interno di dischi che ruotano. (Può avere più o meno dischi) Entrambe le superfici di ogni disco sono rivestite di materiale magnetico sul quale vengono memorizzate le informazioni (BIT) Le operazioni di lettura e scrittura sono realizzate da testine. La velocità di rotazione indica quanto velocemente ruotano i piatti sotto la testina.
VIDEO
SUONI
Etc… GESTIONE DATI In due modi diversi: 1) RASTER Rappresentazione di una foto tramite agglomerati di Pixel. PIXEL = valori numerici di colori. Si parla di Tricromia perché troviamo tre colori combinati. Se una foto è sgranata è perché ci sono pochi Pixel dove ce ne dovrebbero essere milioni. Permette di avere Foto molto dettagliate, ma anche molto pesanti al livello di memoria. (più pixel ci sono più la foto è pesante) 2) VETTORIALI Rappresentazione dei dati tramite modelli matematici. Ovvero attraverso funzioni matematiche / geometriche / su piano cartesiano. Il file corrisponde ad una funzione matematica, chiamata primitiva, ovvero ad una stringa con una formula. Es : LOGO di una macchina, composto da due linee. Pesa pochissimo e si può ingrandire o diminuire e non sgranerà mai. Non si possono fare, però, immagini complesse. Es : Le app che posterizzano le foto le trasformano in funzioni, si dice che le Vettorializzano. Infatti le rendono con pochi colori, simili a dei cartoni animati. LA GESTIONE DEI PROCESSI TRAMITE LO SCHEDULER PROCESSI = sono programmi in esecuzione/ attivi gestiti dal sistema operativo. SCHEDULER = colui che gestisce i processi del sistema operativo Una delle principali funzioni del sistema operativo si chiama schedulazione dei processi. SCHEDULAZIONE = consiste nell’avviare, interrompere o terminare i processi. Ciascun processo, durante il suo ciclo di vita, può trovarsi in uno dei seguenti stati:
- INIT Stato iniziale di avviamento e caricamento del processo in ram.
- READY Processo pronto all’esecuzione ma non ancora attivo. Aspetta l’approvazione del processore per procedere al prossimo stato.
- RUNNING Il processo è quindi in esecuzione. Anche se l’App è in background è sempre nella fase di Running. Da qui può andare a diversi stati: 1) TERMINATED Processo si chiude, fine ciclo di vita; 2) WAITING Il processo viene temporaneamente bloccato e rimane in attesa. Processo non chiuso, ancora in funzione. Es : quando ricevo una chimata mentre sto su insta, questo va in Waiting. Da waiting il processo può riandare a READY e RUNNING di nuovo. SWAPPED Deriva dal Waiting.
Quando ho la RAM piena con tanti processi attivi in stato di Waiting, quelli utilizzati di meno vengono spostati dallo Scheduler nell’Hard disk. I processi poi però saranno più lenti a ripartire, ovvero tornare a stato di Ready. 3) ZOMBIE Se chiudo un processo, ma rimane in ram in running. Il sistema operativo crede di aver chiuso l’applicazione ma non è così. La memoria ram è ancora carica con i dati di quell’applicazione. Stato di errore raro che non deve succedere. Il processo poi si deve chiudere, quindi passare allo stato di Terminated.
(2) GESTIONE MEMORIA PRIMARIA / RAM
I sistemi operativi gestiscono in generale anche un po tutta la memoria. Esistono vari tipi di memoria, ma quella che ci interessa di più è quella primaria. La memoria RAM può essere gestita attraverso due modalità: (dall’alto e dal basso : solo in modo teorico, per visualizzare il caricamento dei dati)
1. STACK Metodo di collocamento di memoria primaria Serve a allocare (sistemare dati nella memoria primaria) dall’ALTO dei dati che servono in maniera rapida per funzioni specifiche Es : per allocare le variabili nelle funzioni Questo metodo è quindi utile per salvare temporaneamente dei dati che serviranno per una frazione di secondo. Questi dati si usano nella ram e vengono utilizzati principalmente per fare dei calcoli. Carico dati solo per la funzione specifica che sto operando. È il metodo classico. 2. HEAP Modalità di caricamento dal BASSO di grosse quantità di dati nella memoria primaria. Funzionale al caricamento di dati pesanti e per uso prolungato. Es : per caricare un programma per intero nella ram. (?? ) CODE SEGMENT istruzione in linguaggio macchina del processo. MEMORIA VIRTUALE / PAGINAZIONE La memoria virtuale è una parte dello storage che viene utilizzata come estensione della RAM. Serve per aumentare la memoria primaria, sfruttando la memoria secondaria. Quando la ram non è più sufficiente per le operazioni che bisogna compiere, alcune informazioni e dati vengono spostati alla memoria virtuale. Svantaggio = dal momento che bisogna portare i dati dallo storage alla ram, il procedimento è più lento SWAPPED = tecnica attraverso cui i processi meno usati vengono spostati su questa memoria virtuale, qualora la ram fosse intasata.
(3) GESTIONE DEL FILE SYSTEM
Il file System è un’astrazione del modello con cui il sistema operativo gestisce i dati in maniera permanente sulla memoria secondaria. Modello attraverso cui il sistema operativo organizza nella memoria secondaria la sua struttura delle cartelle e dei file affinché possano avere uno scopo bene preciso. L’alberatura è l’insieme delle cartelle (chiamate directory) e dei file che lo compongono.
Es = Linux è molto più incentrato sulla sicurezza rispetto a Windows. Infatti se con Windows si può accedere solo con l’username, in Linux viene richiesta anche la password e sono disponibili una serie di domande per il suo recupero. AUTORIZZAZIONE Procedura di accertamento del diritto di accedere ad una risorsa da parte di un utente o di un processo. Sistema attraversi cui si assegnano ruoli agli utenti, tipo amministratore, affinché possano o meno fare delle operazioni nel sistema operativo.
(7) GESTIONE DELL’INTERFACCIA
L’interfaccia è il sistema attraverso cui ci interfacciamo con il sistema operativo e il sistema operativo si interfaccia con noi. L’interfaccia può essere di due tipi:
1. GRAFICA / GUI Basata su elementi quali le finestre e le icone. È ciò che vediamo noi. È un applicazione del So che si può anche non avere. Es = lo schermo è la periferica attraverso cui visualizziamo la grafica e, mediante il mouse, possiamo creare delle cartelle schiacciato sullo sfondo. 2. ALFANUMERICA / COMMON LINE / TESTUALE Interfaccia con cui l’utente impartisce comandi testuali in input mediante tastiera alfanumerica e riceve risposte testuali in output dall’elaboratore mediante display o stampanante alfanumerici. (È quella nera con scritte) L’interfaccia grafica è lo specchio di questa. Uno dei motivi principali per cui si usa oggi è perché così si fanno molti meno errori (nella grafica muovendo il mouse potrei buttare un app nel cestino, mentre nell’alfanumerica è più difficile eliminare l’app in quanto bisogna scrivere tutti i passaggi). Inoltre serve nel caso in cui non dovesse funzionare l’interfaccia grafica.
USABILITÀ
L’usabilità è quella branca dell'informatica che si occupa di semplificare la vita all’utente. La cosa importante è data dal fatto che l’usabilità rappresenta una vera e propria branca studiata, all’interno della quale ci sono regole e modalità di creazione di sistemi usabili. Essa è una scienza che studia il comportamento umano -> è a cavallo tra l’informatica, la sociologia e la comunicazione. Es = il sistema touch, che è nato verso il 2010, è un qualcosa di rivoluzionario: prima esistevano solo sistemi di interazione tramite tasti, mentre col touch ci si avvicinò notevolmente all’interazione umana. Es = Layout di una pagina, possiamo organizzarne la struttura in un determinato modo per semplificare la lettura. I 7 PRINCIPI DI NORMAN DONALD NORMAN, informatico e psicologo cognitivo, rappresenta una delle figure chiave in questo campo in quanto egli hadedicato la vita allo studio della scienza dell’usabilità. (Un altro scienziato che ha fatto molti studi al riguardo di ciò è l’italiano POLILLO.) 7 PRINCIPI fondamentali per far si che un sistema usabile sia tale.
(Servono a trasformare compiti difficili in compiti facili) Nascono circa negli anni 70, assieme alle interfacce grafiche, e vennero poi perfezionati negli anni 90. Tutti questi principi sono legati fra loro ( Es = non è detto che nel principio semplificazione non ci sia quello della conoscenza) Es. semplifico un azione usando pulsante un rosso e uno verde: per la conoscenza che si ha già nel mondo il rosso di solito è male. I 7 principi sono:
- Conoscenza
- Semplificazione
- Visibilità
- Correlazione
- Vincoli
- Errori
- Standard 1) CONOSCENZA Faccio si che gli utenti pensino di conoscere quello strumento in quanto l’hanno già visto nella vita reale e sanno quindi identificarlo. Si ha la percezione di conoscere già come avviene un’operazione. Conosco un sistema e so come funziona senza guardare le istruzioni. Metodo per sfruttare la conoscenza pregressa dell’utente. Miglioriamo cosi rapidità ed efficacia. Es = Nell’I-phone il cambio dell’ora o l’impostazione di una sveglia simula un cilindro. Vediamo quindi come si è portato un esempio della vita reale nell’interfaccia. 2) SEMPLIFICAZIONE Semplificare la vita all’utente. Fare dei task facili Es = amazon, voglio comprare qualcosa : aggiungi al carrello o acquista direttamente. La prima funzione segue l’iter classico di acquisto , che però non è comodo perché richiede troppi passaggi. Per questo è stato inventata la seconda funzione. 3) VISIBILITÀ Rendere sempre visibile il sistema. Conoscere le modalità attive in esso. Metodo mediante il quale il dispositivo restituisce feedback di ciò che sta accadendo. Es = mettete la sveglia per il giorno dopo, si aggiunge un simbolino alle icone del telefono. Esso permette di vedere che c’è una sveglia impostata. Es = modalità aereo / hotspot accesso Es = zalando, sezione scarpe, uomo e donne… percorso in profondità del sito, c’è un’aerea in alto che fa vedere il percorso eseguito -> visibilità di dove siete, per non farci perdere -> ricorda per esempio che stiamo in scarpe donna. 4) CORRELAZIONE Concetto mediante il quale siamo in grado di fare correlazioni in maniera intelligente tra elementi nella scena. Si parla del rapporto spaziale degli oggetti all’interno del sistema. Rapporto spaziale = sistema attraverso il quale io gestisco ad esempio il layout, quindi l’interfaccia stessa. Usa mappature. MAPPING = termina che indica la relazione tra due cose.
Riguarda la cura dell’intefaccia affinché si eviti di fare errori. Es = area cliccabile deve essere all’interno del pulsante. Es = “ sei sicuro di voler tornare indietro?” 7) STANDARD Rispettare standard che nel mondo dell’informatica sono state conclamate come tali. Es = il Carrello è un’ icona standard Es = Floppy disk è icona per eccellenza per salvare Es = verde è il pulsante da schiacciare per confermare e quello rosso per eliminare Gli standard sono relativi alla conoscenza del mondo reale, in questo caso è conoscenza relativa a icone.
ICT / SISTEMA INFORMATIVO
(Information and comunication technology) Ed IT (Information technology) Studiamo come funzionano mega infrastrutture affinché si raggiunga scopo comune Composte da diversi elementi: Tecnologie Hardware e Software base di dati: per immagazzinare grandi quantitativi di informazione Protocolli di comunicazione (canali trasmissivi e loro modalità di utilizzo) Strumenti, immagazzinare e connessioni CHE COS'È Esempio: Società ideale con metodo Smart di identificazione di pazienti di cui ambulanza sta andando a prendere corpo Ict: sede centrale di computer collegato con ripetitori, stazioni radio, ad ambulanza che vede inforMazioni su stato paziente e in tempo reale le dà ai medici. Mantenendo localizzata ambulanza per vedere quanto ci mette per arrivare ad ospedale. Entrare nello specifico di SINGOLI ELEMENTI
- DATI: ciò che estraggo dal mondo reale. Esempio: temperatura nel mondo
- INFORMAZIONI: dato elaborato. Esempio: Prendo temperatura di ieri e di oggi, se vedo che sale posso dire che sulla base della differenza domani pioverà o meno.
- PERSONE: Esempio: ci deve essere in metereologo che legge i dati e dice che informazione non è corretta perché sta arrivando lo scirocco e non pioverà. In questo caso verificano informazioni.
- STRUMENTI: es sensore, computer, cavo. Tutto ciò che è hardware e quindi tangibile.
- PROCESSI: logica che fa funzionare strumenti. Corrispondono al software. Esempio: Metro B è monitorata. Gruppo di informatici ha messo sensori (nodi) lungo i tunnel che raccolgano informazioni di tipo tellurico: scosse di movimento sismico del terreno: metro che al passaggio crea problemi ad infrastruttura. Il Nodo vicino a discesa passeggeri si riuniscono dati di altri nodi e mandano informazioni a sito di sapienza. GERARCHIA SI è come un'azienda, ci deve essere una gestione tramite livelli. Ed è piramidale, gerarchica. Livello più alto: DSS Direzionale: pianificazione strategica. Di meno e con accesso a tutta infrastruttura. (come CEO) Livello intermedio: MIS gestionale: pianificazione gestionale e di controllo (come MANAGER) Livello più basso: EDP operativo: attività di esecuzione (come IMPIEGATI) CARATTERISTICHE peculiari
DISPONIBILITÀ: informazioni e servizi a disposizione di utenti INTEGRITÀ: creati, modificati e cancellati solo da chi è autorizzato AUTENTICITÀ : dati autentici, esempio che ci sia un tipo di sicurezza su di essi CONFIDENZIALITÀ/ RISERVATEZZA: mantenere privacy sui dati.
INTERFACCIA
Strato tra uomo e macchina Esempio: Display (interfaccia grafica) Ci sono ulteriori dettagli Possono essere: TRASPARENTI naturali, le più semplici con cui interagire. In commercio c'è poco. Esempio: Wii ha controller con forma strana che rivoluzionò mondo di videogame perché si potevano fare movimenti innovativi per simulare comportamenti di vita reale. NON TRASPARENTI la maggior parte delle cose che utilizziamo, Esempio: Facebook, Excel, Photoshop Numero di tipologie di interazioni MONO MODALE/ UNIMODALE esempio: Se comunico con computer solo con tastiera MULTIMODALE esempio: telefono perché interagisco con touch, voce, tasti, riconoscimento facciale, rotazione o accelerometro
