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CAPITOLO 1
"Informatica" termine coniato da Dreyfus (information+automatique); si occupa della progettazione/costruzione di macchine in grado di trattare/elaborare, in modo automatico l'informazione. Calcolatore elettronico → parziale realizzazione del sogno dell'uomo di avere a disposizione degli elaboratori automatici, macchine in grado di compiere autonomamente attività di elaborazione dell'informazione e di garantire dei benefici rispetto all'elaborazione tradizionale: ⁃ riduzione dei tempi di elaborazione; ⁃ maggiore affidabilità → meno errori; ⁃ liberazione dell'uomo da lavori “noiosi”. Caratteristiche dell'architettura di von Neumann: ➢ realizzazione di un calcolatore universale; ➢ avere un dispositivo di memorizzazione in cui sia possibile rappresentare dati e istruzioni; ➢ aritmetica binaria al posto di quella decimale; ➢ separazione tra dispositivo di memorizzazione e quello di elaborazione. Il calcolatore è composto dai seguenti sottosistemi:
- CPU ( Central Processing Unit ) → legge le istruzioni e le esegue operando trasformazioni sui dati;
- MEMORIA → insieme di celle (unità elementari di memorizzazione); può contenere un dato o un'istruzione; è il dispositivo di memorizzazione con cui la CPU interagisce x leggere e scrivere istruzioni e dati ed è identificata da un indirizzo numerico;
- INTERFACCIA → di input e di output; gestisce l'interazione con l'ambiente esterno;
- BUS → gestisce lo scambio di informazioni tra gli altri sottosistemi. Ogni istruzione deve essere codificata in binario per poter essere rappresentata nella memoria. Linguaggio macchina → insieme di tutte le istruzioni in binario. I calcolatori sono compatibili quando utilizzano CPU identiche/stesso linguaggio di macchina. Collo di bottiglia di von Neumann : una CPU perde tempo nell'attesa che un dato sia letto/scritto nella memoria. Questo avviene soprattutto se le si richiedono elaborazioni semplici su grosse q.tà di dati. Software: istruzioni codificate all'interno della memoria x essere eseguite dall'hw. Hardware: è composto da componenti meccanici, elettrici, elettronici ecc. Struttura di un PC: ⁃ L'unità centrale è costituita da una scatola metallica, la chassis ⁃ All'interno si trovano: un alimentatore → si connette alla linea elettrica per ricevere corrente alternata e allo stesso tempo eroga corrente continua a tutti gli
altri componenti del PC e una scheda madre → piastra di materiale plastico, struttura portante per il calcolatore ⁃ Sullo zoccolo della scheda madre è installato il microprocessore ⁃ Su altri slot sono installate una o più schede di memoria centrale (RAM) ⁃ Sulla scheda madre si possono installare anche delle schede di espansione. Classificazione ⁃ velocità con cui termina un elaborazione ⁃ capacità di archiviazione di dati ⁃ affidabilità → funzionare a lungo senza guasti ⁃ sicurezza → difendersi da accessi non autorizzati ⁃ dotazione di periferiche ⁃ capacità di connettersi ad altri calcolatori ⁃ dimensioni → eventuale trasportabilità ⁃ modularità → possibilità di sostituire alcuni componenti grazie alla standardizzazione delle interfacce ⁃ scalabilità → possibilità di sostituire dei componenti con altri migliori ⁃ semplicità nell'utilizzo da parte dell'utente ⁃ dotazione di SW ⁃ prezzo. Personal Computer Progettato per essere utilizzato da un solo utente; uso domestico denominato anche home computer. La maggior parte delle persone che utilizzano il pc non sono programmatori e si avvalgono di programmi preconfezionati.
- desktop → collocazione orizzontale sulla scrivania;
- tower → collocazione verticale sulla scrivania o per terra;
- small form factor → desktop di dimensioni notevolmente ridotte da porre sotto la base di un video LCD. Laptop → PC mobile. Componenti integrati in un'unica unità piccola e leggera. Si può chiamare: ⁃ NOTEBOOK: dimensioni di un block-notes ⁃ SUBNOTEBOOK: più piccolo del block-notes ⁃ NETBOOK: studiato x l'impiego di applicazioni legate a internet, si connette senza fili ⁃ TABLET PC: senza tastiera, dotato di touchscreen. Un PDA (Personal Digital Assistant) racchiude in dimensioni ridottissime, le caratteristiche di un tablet PC. Una workstation è simile a un PC ma con caratteristiche più avanzate (capacità di memoria, velocità della CPU, qualità della grafica ecc.). Computer multi-utente : più persone possono avvalersi delle risorse di esso eseguendo programmi diversi da varie
Memorie di massa o secondarie Garantiscono la persistenza dei dati; rispetto alla memoria centrale, offrono una maggiore capacità e un minor costo di memorizzazione, però i tempi di accesso sono più lunghi. Alcune memorie di massa si basano su supporti rimovibili → il calcolatore deve essere dotato di un apposito dispositivo, chiamato drive. Altre memorie invece si considerano fisse in quanto sono saldamente fissato all'interno dello chassis. In caso di guasto → riparazione/sostituzione del componente. Questo solo se si tratta di un dispositivo di memoria di massa: consente di ripristinare le funzionalità generali, però si perde tutto il suo contenuto. Per prevenire ciò → backup; tecnica utilizzata per il disaster recovery: produrre delle copie dei dati, per consentire il ripristino del contenuto informativo di quel dispositivo. Classificazione delle memorie di massa:
- dispositivi magnetici
- dispositivi ottici
- memorie flash. DISPOSITIVO MAGNETICO → supporto di memorizzazione; costituito da una superficie ricoperta da uno strato di materiale ferromagnetico. Nel disco rigido (Hard Disk) il supporto è costituito da uno o più dischi detti piatti che sono sovrapposti e connessi con un perno di rotazione. Sulle superfici dei piatti ci sono: ⁃ tracce → sottili strisce circolari concentriche su cui le testine scrivono i dati. ⁃ Settori → divisioni delle varie superfici. ⁃ Blocco → intersezione tra una traccia e un settore. Ognuno di esso memorizza una quantità fissa di dati. ⁃ Cilindro → insieme di tutte le tracce di pari diametro sulle superfici di tutti i piatti. Formattazione → prepara il supporto al suo primo utilizzo. Cancellazione totale di eventuali dati preesistenti, individuazione di eventuali blocchi danneggiati (i quali vengono contrassegnati). Deframmentazione → ottimizza le prestazioni del disco. RAID → duplicazione dei dati su più supporti x garantire la sopravvivenza e la continuità nell'accesso anche in caso di guasti a singoli dischi. Nastri magnetici → lungo nastro di materiale plastico raccolto in una cassetta; elevate capacità e tempi di lettura/scrittura ridotti. Limite: solo con accesso sequenziale, quindi usati solo come dispositivi di backup. DISCHI OTTICI → Supporti rimovibili inseriti in un apposito drive (lettore) che possono essere letti con l'ausilio di una luce laser. Costruiti a strati: ⁃ substrato → disco di materiale plastico ⁃ sottile strato riflettente (alluminio)
⁃ strato di vernice protettiva ⁃ etichetta. Sulla superficie libera → lunga traccia a spirale lungo la quale microscopiche fosse (pit) sono usate x codificare i dati. Quando il supporto è inserito nel drive, ruota e la traccia viene illuminata da una luce laser. Essa viene riflessa e distorta dai pit nel substrato, consentendo di ricostruire i dati codificati. Supporti scrivibili : il masterizzatore può scrivere solo una volta sul supporto. Supporti riscrivibili : il contenuto informativo può essere scritto e modificato molte volte. Non ci sono involucri protettivi sui dischi → sensibili a graffi, ditate e sporcizia → problemi nel corso della lettura/scrittura dei dati. I supporti ottici più diffusi sono: CD, DVD, BD. Hanno tutti un diametro di 12 cm ma hanno capacità molto diverse. CD → capacità di 700 MB. DVD → fine anni '90, materiale audiovisivo. Capacità di 4,7 GB (= a 7 CD). BD → capacità da 25 GB a 50 GB (su supporti dual layer), materiale audiovisivo ad alta risoluzione. MEMORIE FLASH (EEPROM) → Supporto il cui contenuto informativo può essere scritto, cancellato, riprogrammato mediante processi elettrici. Non è volatile. Dimensioni contenute, ridotto consumo di energia elettrica, poca rumorosità, buona resistenza ad urti, alte temperature e immersione nell'acqua. Limite: hanno un numero massimo di cicli di cancellazione-scrittura cui possono essere sottoposte prima di comprometterne l'affidabilità (1 000 000 operazioni). Formati in cui si presentano: ⁃ memory card → piccole schede rimovibili, supporto di memoria (PC card, CompactFlash, miniSD) ⁃ drive USB → la connessione a una porta USB di un calcolatore ne consente l'accesso in lettura/scrittura rendendolo adatto allo scambio di dati tra calcolatori e al backup. ⁃ drive a stato solido → utilizzati come sostituzione di dischi rigidi. Per ridurre gli effetti negativi che causa il collo di bottiglia di von Neumann → principio di località: ⁃ Località temporale (stessa cella) ⁃ Località spaziale (celle vicine). PC moderno → gerarchia più articolata di memorie. Livelli più vicini alla CPU: più veloci, meno capacità.
- Registri della CPU
- Cache di livello 1
- Cache di livello 2
- Cache di livello 3
- Memoria centrale
d'aggiornamento, angolo di visibilità. Video: oggi costruiti con cristalli liquidi e al plasma, prima a raggi catodici (pesanti e ingombranti). Il videoproiettore proietta l'immagine su un grande schermo (scopo didattico e conferenze). MOUSE → dispositivo di puntamento x eccellenza; il collegamento di esso al calcolatore può essere via cavo o wireless. Scivolamento del mouse → rotolamento di una pallina di gomma posizionata nella parte inferiore. Tale movimento viene riconosciuto attraverso sensori e comunicato al calcolatore che provvede a muovere il cursore sullo schermo. Si può interagire con il mouse mediante uno o più pulsanti. Schiacciare e rilasciare uno di questi → click. Se è ripetuta velocemente 2 o 3 volte → doppio o triplo click. Trascinamento → si preme un pulsante e si trascina il mouse fino alla posizione di destinazione, poi lo si rilascia. Rotella di scorrimento → si trova nella parte superiore del mouse; utile nelle barre di scorrimento. Altri tipi di mouse: ⁃ Trackball → mouse meccanico rovesciato; è fisso sulla superficie ed è caratterizzato da una sfera che viene fatta ruotare con la mano. ⁃ Joystick → utilizzato soprattutto nei videogiochi; simile a quello utilizzato da un pilota aereo. ⁃ Analog stick → versione ridotta del precedente; si controlla con il pollice. ⁃ Touchpad → piccola superficie dotata di sensori che riconosce la posizione e il movimento del dito. ⁃ Pointing stick → minuscolo joystick. Tavoletta grafica → l'utente traccia disegni o scrive con uno stylus (stessa funzione della penna sulla carta). STAMPANTE → Dispositivo in grado di imprimere testo e immagini su fogli di carta. Di solito la carta è nel formato standard A4; altri formati sono: A3, A2, A1, A0. Esse richiedono stampanti per grandi formati e vengono definite plotter. Una stampante può gestire anche altri supporti: buste, carta fotografica ecc. Inoltre possono effettuare anche la stampa fronte/retro, la fascicolatura e la rilegatura. Esistono stampanti monocromatiche e a colori. La velocità di stampa è misurata in ppm (Pages Per Minute). La stampante, generalmente, è collegata al calcolatore tramite un cavo connesso a una porta USB. Stampante di rete → offre il servizio a tutti i calcolatori connessi a quella rete. Stampanti multifunzione → scanner e/o modem che rendono possibile l'impiego come fotocopiatrice e/o fax. Stampanti a getto d'inchiostro → spruzzano sulla carta microscopiche gocce d'inchiostro. Basso prezzo, silenziosi, dimensioni contenute, stampano a colori e con un'elevata risoluzione.
Aspetto negativo: il materiale di consumo, come ad esempio le cartucce, costano molto. Stampanti laser → raggio laser proietta un'immagine della pagina da stampare su un rullo, ricoperto di materiale fotosensibile, elettricamente carico. Le aree non esposte alla luce, cariche, attirano particelle di inchiostro in polvere (toner). Il foglio di carta raccoglie il toner e viene riscaldato così che possa rimanervi incollato. Stampanti di dimensioni maggiori, minore risoluzione e prezzo di acquisto superiore, velocità di stampa maggiore e il costo medio per pagina più conveniente. Stampanti a impatto → costituite da aghi che si impregnano di inchiostro e generano sul foglio un punto. Rumorose, scarsa risoluzione e bassa velocità di stampa, sono vecchie. DISPOSITIVI X L'ACQUISIZIONE DI IMMAGINI → digitalizzazione dell'immagine. Scanner → acquisire immagini riportate su un supporto. Vari tipi: Scanner piano → digitalizza l'immagine appoggiata su una finestra orizzontale di vetro. Scanner manuale → più leggero; acquisisce l'immagine mentre l'operatore la fa scorrere sulla superficie. Scanner per pellicola → acquisisce le immagini presenti su una pellicola fotografica. La risoluzione è misurata in ppi (Pixel Per Inch). Valori compresi tra 1200 e 5400 ppi. Riconoscimento ottico dei caratteri → OCR Un'immagine può essere inviata a un'applicazione OCR, sw che riconosce i caratteri e genera un file di testo. Macchina fotografica digitale → immagine impressa su un sensore elettronico e archiviata in una scheda di memoria, spesso è in grado anche di registrare filmati con audio. Si ha la possibilità di visualizzare l'immagine subito dopo la sua acquisizione, potendola cancellare se si vuole. Digicam compatte → progettate per essere piccole, leggere e facili da utilizzare. Reflex digitali → macchine più professionali. Molti smartphone sono dotati di una digicam che li rende macchine fotografiche compatte a tutti gli effetti. La risoluzione di queste ultime è di 12 e 24 megapixel. Fotoritocco e stampa si realizzano tramite cavo USB. Videocamera digitale → dispositivo x l'acquisizione di filmati in formato digitale. Quelle specializzate per la videosorveglianza vengono attivate da movimenti all'interno dell'area di controllo, acquisiscono un filmato e lo spediscono a un calcolatore che lo archivia. Webcam → piccole ed economiche videocamere digitali collegate a PC (videochiamate e videoconferenze). Lettore di codice a barre → dispositivo che legge un testo espresso mediante codice a barre, strisce parallele, di colore bianco o nero e di vario spessore. Il lettore può essere piano, a penna o a pistola. DISPOSITIVI X GESTIONE AUDIO Scheda sonora → scheda di espansione che supporta segnali audio. Il calcolatore è in
Il compilatore è più vantaggioso quando il programmatore vuole distribuire il proprio programma ad altri, perchè il programma oggetto: ⁃ può essere eseguito senza il bisogno di un interprete. ⁃ garantisce prestazioni computazionali superiori rispetto a quelle con l'interprete. ⁃ garantisce una migliore salvaguardia dei diritti d'autore del programmatore. Macchina astratta → calcolatore + traduttore. Macchina fisica → solo calcolatore. MACCHINA DI TURING (MdT) Turing → padre della moderna informatica. MdT → dispositivo per l'elaborazione dell'informazione molto potente. Studiata come entità astratta: lo studio delle sue proprietà aiuta a comprendere concetti, proprietà ed eventuali limiti. Essa è costituita da: ⁃ alfabeto → insieme di simboli contenente il simbolo speciale blank ⁃ nastro suddiviso in celle → supporto fisico su cui inizialmente è codificata l'informazione. Ogni cella contiene un simbolo dell'alfabeto ⁃ testina → Si muove lungo il nastro leggendo e modificando il contenuto ⁃ stati → contenente uno stato iniziale e uno o più stati finali ⁃ registro di stato → memorizza lo stato corrente scelto. È la memoria interna del sistema. ⁃ tabella delle azioni/funzione di transizione. Quando la MdT viene attivata si hanno queste operazioni: ⁃ lettura del simbolo ⁃ individuazione della riga: i primi due elementi sono lo stato corrente e il simbolo contenuto. La cella riporterà a lato il simbolo X, il verso V e lo stato S. ⁃ scrittura di X nella cella corrente ⁃ spostamento della testina nella cella adiacente nel verso V ⁃ impostazione di S nel registro di stato. UTM → macchina di Turing universale. Può simulare il funzionamento di qualsiasi macchina di Turing e ne descrive in dettaglio una possibile realizzazione. Tesi di Church- Turing → se una funzione è intuitivamente considerata calcolabile, allora esiste una macchina di Turing in grado di calcolarla. Questa tesi è accettata come vera perchè non sono mai stati verificati dei controesempi. È importante perchè è determinata da due conseguenze:
- proprietà degli algoritmi possono essere studiate più facilmente sulle MdT
- se si costruisce un nuovo modello di calcolo esso sarà potente almeno quanto tutti i modelli di calcolo esistenti. Ingegneria del software → branca dell'ingegneria che si occupa di sviluppare approcci sistematici e disciplinati allo sviluppo, alla messa in opera e alla manutenzione del software. Fasi del ciclo di vita del sw: ⁃ analisi → lo scopo è la produzione di un documento di specifica contenente la definizione del problema che il sw dovrà risolvere e dei costi per la sua
realizzazione ⁃ progettazione → definisce le caratteristiche dei singoli moduli che la compongono ⁃ implementazione → realizzazione di uno o più programmi che costituiranno il prodotto sw ⁃ collaudo → test per verificare se il sw soddisfa i requisiti indicati nella fase di analisi ⁃ rilascio → installazione del prodotto ⁃ manutenzione → attività di modifica per l'eliminazione di malfunzionamenti. Il software può essere facilmente duplicato e distribuito su supporti economici, ma è soggetto alle norme sul diritto d'autore. Bisogna distinguere il valore del sw stesso, da quello del supporto di plastica che lo contiene. ⁃ Il produttore di un sw immette il proprio prodotto sul mercato concedendo la licenza d'uso. Numero limitato di calcolatori, vietata la copia, la modifica e la ridistribuzione. ⁃ Licenza shareware → il prodotto può essere utilizzato per un periodo di prova; una volta scaduto si richiede la registrazione e un versamento di denaro. ⁃ Licenza freeware → distribuito gratuitamente dal produttore. Può essere copiato e distribuito. Sw libero e sw open source : il titolare ne incoraggia l'uso, studio, modifiche/ redistribuzione gratuitamente ma: ⁃ le versioni modificate devono sempre menzionare gli autori delle versioni precedenti ⁃ non è possibile distribuire il sw originario o modificato con licenze incompatibili con quella originaria ⁃ il sw originario o modificato deve sempre essere distribuito anche in formato sorgente. Il software per i calcolatori viene classificato in due categorie: ⁃ applicativo → applicazioni che risolvono/supportano l'utente nella risoluzione di problemi specifici ⁃ di base → programmi di utilizzo generale.
- Applicazioni di videoscrittura: stesura di documenti di testo, correzione, formattazione.
- // per la gestione di fogli elettronici: effettuazione di calcoli, elaborazione di dati mediante tabelle
- // per la produzione di presentazioni multimediali.
- // di desktop publishing: produzione di volantini/brochure.
- Applicativi per la gestione di basi di dati: raccolta e organizzazione di dati, creazione di finestre per la loro gestione (maschere), query per la ricerca, prospetti di stampa (report).
Poi si pensò che bisognava recuperare anche i tempi di inattività → attesa per le operazioni asincrone. Calcolatori divennero sistemi multiprogrammati, potevano tenere in RAM più programmi. Nacquero molte applicazioni e vennero classificate in: ⁃ applicazioni I/O bound – interattive, favoriscono lo spreco della risorsa CPU ⁃ applicazioni CPU bounf – non interattive, richiedono l'elaborazione da parte della CPU. Si collegarono più terminali allo stesso calcolatore che divenne un sistema timesharing. Per descrivere il funzionamento è necessario introdurre il concetto di processo → entità statica. Quando è richiesta l'esecuzione di un programma, il sistema operativo crea un nuovo processo e gli colloca in RAM lo spazio per le istruzioni e uno per i dati. In ogni istante, un processo si trova in uno dei seguenti stati: ⁃ pronto → attende il suo turno per essere chiamato a transitare allo stato successivo ⁃ in esecuzione → il processo ha accesso alla CPU che ne esegue le istruzioni ⁃ in attesa → è in attesa del completamento di un'operazione asincrona. CASI: ⁃ il processo in esecuzione richiede volontariamente un'operazione asincrona → viene posto in attesa. ⁃ rimane in esecuzione per un determinato periodo di tempo → viene obbligato a diventare pronto. ⁃ Se completa l'esecuzione del suo codice → viene eliminato. ⁃ Sui PC, in qualsiasi istante, è una sola la finestra attiva (abilitata cioè all'input dalla tastiera). Il processo corrispondente a essa è detto in foreground; per le finestre non attive vengono detti in background. Vi sono programmi progettati per essere eseguiti sempre da processi in background: in unix/Linux denominati demoni, in Windows servizi. Multiprogrammazione (coesistenza di più processi) → nascita di conflitti tra essi per l'impiego di tale risorsa e impone la presenza di un gestore per dirimerli. Esso deve essere in grado di: ⁃ controllare la ram ⁃ garantire lo spazio necessario a ciascun processo ⁃ proteggere lo spazio da intrusioni non autorizzate ⁃ gestire spazi comuni.
Memoria virtuale → Il gestore suddivide la memoria centrale in pagine. Quando un programma viene caricato nella RAM viene ricollocato. Ogni programma opera come se avesse a sua disposizione l'intera RAM. I sistemi operativi, dagli anni '60, hanno inglobato un gestore con lo scopo di consentire a ogni processo di lavorare su periferiche virtuali. Driver: fornisce al s.o. i dettagli operativi per gestire una periferica. Molti sistemi operativi sui PC supportano il Plug and Play : quando il calcolatore rileva la presenza di una nuova periferica, è in grado di riconoscere il driver appropriato per essa, installarlo e configurarlo. File system : componente del sistema operativo; si occupa della gestione delle memorie di massa, al cui interno i dati sono organizzati in file. In un supporto di memoria viene creata una cartella denominata radice , che può contenere file e/o cartelle che a loro volta possono contenere file e/o cartelle dando origine a una struttura ad albero. Per ogni file/ cartella, il file system deve consentire delle operazioni: creazione, lettura contenuto, modifica, eliminazione, backup ecc. File e cartelle → identificate da un nome e un pathname. Per ogni file/cartella, il file system memorizza e gestisce: ⁃ formato ⁃ dimensione ⁃ data e ora di creazione ⁃ data e ora dell'ultima modifica ⁃ autorizzazioni. Sistemi operativi di rete → è obbligatoria la connessione del calcolatore in rete. Il gestore della rete deve garantire la device independence grazie alla quale gli utenti e le applicazioni usufruiscono dei servizi disponibili in rete. È importante la corretta gestione delle autorizzazioni all'accesso. ⁃ interazione uomo – calcolatore locale: senza impiego della connessione di rete ⁃ interazione uomo – calcolatore remoto: client-server ⁃ interazione tra uomini mediata da calcolatori: l'utente interagisce con un altro che a sua volta impiega un client in esecuzione sul suo calcolatore. Interfaccia uomo/macchina → componente del sistema operativo che gestisce l'interazione con l'utente. Consente ad esso di comunicare con il sistema operativo. Quest'ultimo deve identificare con certezza l'utente che intende accedere al calcolatore al fine di: ⁃ garantirgli autorizzazioni a lui riservate x l'accesso alle risorse ⁃ personalizzare l'ambiente applicativo ⁃ fatturare il consumo delle risorse secondo le tariffe concordate. L'autenticazione informatica può essere condotta in 3 modi: ⁃ dimostrazione di conoscenza: username e password
sulle sue abitudini. Adware → propone all'utente varie pubblicità. Consenso del proprietario, in caso contrario→adware disonesto. Prima più diffusi. È quello che fa meno danni, anche se difficile da debellare. Crimeware → sw progettato per il furto d'identità: carpire le credenziali di altri per sostituirsi a loro. Hoax → bufala. Spam → Messaggio di posta elettronica che annuncia l'arrivo di altri messaggi infettati. Ma i virus cosa fanno? Rompono dati ma anche parti fisiche, danneggiano. I virus si modificano col tempo, altrimenti sarebbe troppo facile eliminarli. In questo modo l'antivirus non sempre è efficace. Chi ci difende: ⁃ antivirus: è sempre attivo, controlla tutto quello che facciamo. Se abbiamo scaricato un virus, questo ci avvisa del pericolo a cui stiamo andando incontro. È fondamentale l'aggiornamento, perchè se non è aggiornato, non conosce i virus più recenti. Prevenire, individuare e rimuovere i programmi malware. ⁃ firewall : tra PC e connessione a internet. Analizza tutto quello che entra e che esce, e blocca tutto quello che non dovrebbe entrare. Barriera elettronica contro gli attacchi in stile trojan horse ⁃ evitare di aprire messaggi di posta elettronica di dubbia provenienza ⁃ evitare di installare app di dubbia provenienza ⁃ evitare la navigazione e scaricamento di app su siti di dubbia provenienza. CAPITOLO 3 Supporti delle memorie centrali e di massa → costituiti da grandi collezioni di dispositivi bistabili, cioè in grado di rappresentare sequenze di simboli di un alfabeto ridotto: i bit (cifre binarie 0 e 1). Bisogna individuare: tecniche per codificare in binario e tecniche di codifica più efficienti/più efficaci. La codifica più comune è la notazione decimale posizionale. “Decimale”: 10 simboli (numeri da 0 a 9). “Posizionale”: ogni cifra assume un ruolo diverso in base alla sua posizione. 10 è la base del nostro sistema di rappresentazione numerica posizionale.
10 ⁿ numeri naturali, da 0 a 10 ⁿ – 1. Il separatore decimale, in Italia la virgola,
rappresenta i sottomultipli decimali dell'unità. Sistema di numerazione romano→ numeri con notazioni non posizionali. ⁃ alfabeto costituito dai seguenti simboli: I(1), V(5), X(10), L(50), C(100), D(500), M(1000). ⁃ Il numero è un simbolo dell'alfabeto. ⁃ I, X, C, M al massimo 3 volte di seguito. ⁃ V, L, D non si possono ripetere. ⁃ Se il simbolo ha due barre verticali e una sopra orizzontale, il suo valore viene moltiplicato per 1000.
La stessa sequenza di cifre, ma in basi diverse, rappresenta numeri diversi. Se la base non è specificata, è sottointeso che sia la 10. La nostra rappresentazione dei numeri nel linguaggio parlato è fortemente improntata al sistema decimale. 1434 lo leggiamo “millequattrocentotrentaquattro” e non pensiamo che possa essere 1434 in base 8 che si leggerebbe “ottale: uno quattro tre quattro”. Nel sistema esadecimale (base 16) si usa la “A” per indicare il 10, “B”=11, “C”=12 ecc.
Con n bit si possono esprimere 2ⁿ numeri naturali: da 0 a 2ⁿ – 1.
Con un byte (8bit) si possono esprimere 2^8 numeri naturali. Con un nibble (4bit) si possono esprimere 2^4 numeri naturali. Conversione : da binario a decimale → si sommano i prodotti ottenuti dalla moltiplicazione di ciascuna cifra binaria per la corrispondente base di 2. Esempio: 10010101(base 2) = 1x2^7 + 0x2^6 + 0x2^5 + 1x2^4 + 0x2^3 + 1x2^2 + 0x2^1 + 1x2^0 = 128 + 0 + 0 + 16 + 0 + 4 + 0 + 1 = 149. da decimale a binario → ripetute divisioni per 2. Ogni divisione genera un resto, che può essere 1 o 0. Esempio: 149: 149:2=74 resto 1 74:2=37 resto 0 37:2=18 resto 1 18:2=9 resto 0 9:2=4 resto 1 4:2=2 resto 0 2:2=1 resto 0 1:2=0 resto 1 Bisogna leggere il numero dal basso verso l'alto = 10010101. Teoria dell'informazione (1948) → Shannon: studio sistematico delle basi teoriche dell'informazione e della comunicazione. La quantità di informazione contenuta in un supporto si può misurare. Essa è: la differenza tra i logaritmi delle probabilità attribuite al verificarsi di un evento rispettivamente valutate dopo e prima della lettura del supporto. Se in base 2, l'unità di misura è il BIT. Informazione quantitativa: ⁃ codifica analogica → individuazione di una grandezza analoga: a ogni incremento/decremento della prima dovrà corrispondere un corrispondente incremento/decremento della seconda. ⁃ codifica digitale → introduzione di un alfabeto di simboli e un insieme di regole di codifica. Riconoscimento e la correzione degli errori in trasmissione → meccanismi di protezione basati sulla ridondanza : trasmissione di più simboli rispetto a quelli necessari per codificare l'informazione. Schema di ripetizione → ogni simbolo del messaggio è trasmesso 2 o più volte. Schemi basati sul controllo di parità → viene trasmesso un blocco e vengono contati gli
Campionamento e quantizzazione: utilizzati anche x la rappresentazione delle immagini. I dispositivi di acquisizione suddividono un'immagine in una bitmap, matrice di pixel, individuando x ciascuno di essi un singolo colore. Pixel grandi → immagine sfocata; piccoli → immagine molto simile alla realtà. Profondità del colore → numero dei bit impiegati x codificare il colore associato a ciascun pixel. Immagine monocromatica in bianco e nero → colore di ciascun pixel con un bit (“0”=nero; “1”=bianco). Modelli di colore sottrattivi : si parte da uno sfondo bianco e la miscela dei colori primari crea il nero. Gli inchiostri colorati sottraggono luminosità al bianco. Modelli di colore additivi : si parte da uno sfondo nero e la combinazione dei colori primari crea il bianco. Formato dei file contenenti immagini: ⁃ JPEG → ottenere file di dimensioni ridotte, affinché possano essere trasmesse in internet ⁃ GIF → possibilità di gestire animazioni, sfondi trasparenti ecc. ⁃ ecc I file in formato vettoriale (CAD) → immagini come composizioni di primitive geometriche (punti e linee). Rasterizzazione delle immagini vettoriali → sfrutta al meglio le risoluzioni, ma il file ha dimensioni contenute. SUONI ⁃ Stereofonia → due canali che riproducono la distribuzione spaziale delle sorgenti sonore ⁃ Frequenza di campionamento: 44 100 Hz ⁃ Quantizzazione: 65 536 livelli. Formati: MP3 → è il più comune; efficiente in termini di spazio e tempo impiegato per la trasmissione in internet. AAC → qualità migliore del precedente, destinato a diventare il successore. FILMATO → serie di fotogrammi/immagini che vengono mostrate in rapida successione con frequenza costante (FPS=Frame Per Second). QuickTime → famiglia di formati per filmati digitali. AVI → riproduzione di file multimediali in Windows, contenitore di file che possono essere codificati in vari formati e necessitano di un codec, applicazione sw che codifica/ decodifica un filmato in un formato specifico. COMPRESSIONE → riformulazione del contenuto informativo con una codifica diversa per ridurne le dimensioni o il tempo impiegato per la sua trasmissione. Rapporto di compressione (Rc) = Su/Sc [u=non compresso; c=compresso].
Variabile in funzione del contenuto informativo; reversibile : si può rigenerare copia identica al file originale. Riduzione nell'occupazione di spazio (Rs) = (Su – Sc)/Su Sistema informativo (SI) → risorse che un'organizzazione impiega per raccogliere, organizzare e rendere fruibili le informazioni necessarie alle proprie attività. I data base → collezioni strutturate di dati in grado di: ⁃ Garantire la rappresentazione efficace in un unico contenitore logico, conservazione delle informazioni ⁃ Evitare la frammentazione, la ridondanza e l'inconsistenza ⁃ Evitare accessi non autorizzati alle informazioni. La gestione di un DB è affidata a un sistema di gestione di base di dati (DBMS); tale sw viene eseguito su un server. La variazione del contenuto del DB si realizza con l'inserimento di nuovi dati e la modifica o la cancellazione di quelli esistenti. La struttura di un DB può essere rappresentata in uno schema concettuale (in genere nelle prime fasi della progettazione). Modello entità – relazione impiega: entità, relazioni e attributi. Sicurezza informatica → branca dell'informatica che progetta e monitorizza tutte le misure che servono x proteggere i sistemi informatici e i dati in essi memorizzati. I principali aspetti sono: ⁃ riservatezza o privacy → protezione dei dati da letture non autorizzate ⁃ integrità → protezione da modifiche non autorizzate; comprende autenticità e non ripudiabilità. ⁃ disponibilità → protezione da interventi non autorizzati La legge sulla privacy definisce i seguenti termini: Dato personale : info relative a persone fisiche, giuridiche, ente, identificati/identificabili anche indirettamente. Dato sensibile : rivela l'origine razziale, convinzioni religiose, filosofiche, stato di salute, vita sessuale ecc. Dato giudiziario : rivela provvedimenti in materia giudiziale ecc. Il fatto di definire dato personale come “qualsiasi informazione” implica la non distinzione del concetto di informazione da quello di dato (informazione sotto forma di simboli). Per raccogliere dati personali è necessario raccogliere il consenso dell'interessato, che viene informato oralmente o per iscritto circa le finalità, le modalità, le conseguenze, i diritti ecc. Il trattamento dei dati personali è ammesso solo con il suo consenso. Misure minime di sicurezza: ⁃ autenticazione informatica: riconoscimento degli utenti con credenziali personali. Esse devono avere una lunghezza minima e un limite di durata. ⁃ Custodia delle copie di sicurezza. ⁃ Stesura di un documento programmatico sulla sicurezza. CRITTOGRAFIA → tecnica x garantire la riservatezza dei dati durante la loro trasmissione.
