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“INFORMATICA”
PARTE 1
- ARCHITETTURA COMPUTER, ,
SISTEMI OPERATIVI, TIPI DI
SOFTWARE
Informatica - 2010/2011 - Architetture, Sist. operativi, Software 1. 2 Cosa vede l’utente dell’informatica? DATI
- Una “scatola ”, con interfacce più o meno
gradevoli, in cui se inserisci dati, ottieni dei risultati
Informatica - 2010/2011 - Architetture, Sist. operativi, Software 1. 3 Il Computer è un mezzo per ...
1. Memorizzare informazioni
2. Elaborare informazioni
3. Acquisire informazioni
4. Riprodurre informazioni
5. Trasmettere informazioni
Tutte le informazioni memorizzate, elaborate,
acquisite, riprodotte e trasmesse sono in
formato digitale
Informatica - 2010/2011 - Architetture, Sist. operativi, Software 1. 4 Componenti di un Computer Hardware (“ferraglia”) (abbreviato HW) ● Tutti i dispositivi fisici contenuti in un computer. L’HW funziona sotto il controllo del software, senza il quale è inutile. L’HW contiene tutti i circuiti che consentono l'elaborazione dei dati Software (abbreviato SW) ● Sono i programmi, le applicazioni, composte da istruzioni dettagliate che “dicono” al computer come svolgere una determinata operazione ● Software di sistema ● Software applicativo
Tipi di computer
- Lato utente
- PC a componenti ( desktop )
- PC monolitici ( laptop )
- ma anche palmtop, smartphone, netbook, ecc.
- Lato servizi
- Computer server
- Cluster di computer
- Data center
- … Informatica - 2010/2011 - Architetture, Sist. operativi, Software 1. 7 Informatica - 2010/2011 - Architetture, Sist. operativi, Software 1. 8 Desktop
- Il desktop è tipicamente un PC con componenti separati
- monitor
- hard disk
- Tastiera
- casse
- ecc.
- La componete principale è detta case
- Permette agli utenti di personalizzarne la configurazione hardware Esempio di computer a componenti
Informatica - 2010/2011 - Architetture, Sist. operativi, Software 1. 9
Desktop: tanti cavi ...
- Collegano i componenti al computer e all’alimentazione
- Devono essere collegati nel modo corretto
- i cavi e le prese sono contrassegnate da ICONE standard Informatica - 2010/2011 - Architetture, Sist. operativi, Software 1. 10
Laptop
- I laptop sono PC portatili, costituiti da un unico blocco che comprende tutti i componenti hardware
- semplici nella struttura, leggeri, maneggevoli
- alimentazione anche a batteria (^) Esempio di computer monolitico
I computer che l’utente non vede
Informatica - 2010/2011 - Architetture, Sist. operativi, Software 1.^13
- I computer server sono computer “più potenti” dei tipici PC utente, in quanto hanno dispositivi hardware e dotazioni “migliori”: - Memoria centrale più ampia - Dischi con capacità maggiore - Processori più potenti - Connessioni a reti a larga banda Esempi di computer Server
I computer che l’utente non vede (2)
Informatica - 2010/2011 - Architetture, Sist. operativi, Software 1.^14 Rack di server blade
- Molti computer server hanno una forma piatta (“blade”) così che ‘ facile impilarli in un “rack”
- Molti “rack” (da decine a migliaia e oltre) costituiscono un “data center” che è dotato anche di protezione fisica, ridondanza elettrica e di rete per proteggere i servizi più importanti che devono funzionare “sempre” Blade Data center
Elementi dell’hardware e funzionalità
- Processore (CPU)
- Memoria centrale “volatile” (RAM)
- Memorie periferiche “permanenti”
- Fisse: Hard disk
- Rimovibili: CD-ROM, DVD, Flash memory, …
- Periferiche di ACQUISIZIONE (INPUT)
- Tastiera, Mouse, Scanner, Video touch screen, …
- Periferiche di RIPRODUZIONE (OUTPUT)
- Stampante, Plotter, Video, Casse, …
- Periferiche di COMUNICAZIONE
- Modem, Interfaccia di rete LAN, Scheda wireless WiFi, … Informatica - 2010/2011 - Architetture, Sist. operativi, Software 1. 15
ELABORAZIONE
MEMORIZZAZIONE
Informatica - 2010/2011 - Architetture, Sist. operativi, Software 1. 16
Esempio periferica di riproduzione:
Monitor
- Schermo interattivo (mostra info generata sia
del computer che dell'utente)
- matrice di bit o mostra informazione contenuta nella memoria del computer
Informatica - 2010/2011 - Architetture, Sist. operativi, Software 1. 19
Hard disk
- Periferica di memorizzazione persistente ad
alta capacità
- memorizza i programmi e i dati quando non sono in uso
- è fatto da una lega ferrosa che può essere magnetizzata o l’informazione rimane anche con il PC spento o chiamata memoria permanente o memoria di massa o memoria secondaria Informatica - 2010/2011 - Architetture, Sist. operativi, Software 1. 20
Hard disk (cont.)
piccola pila di sottili
dischi metallici su cui si
muovono testine
magnetiche
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Salvare informazioni dalla RAM
all’Hard disk
- La Ram è volatile
- i dati vengono persi quando il computer è spento
- se il computer “va in crash” o non funziona più correttamente, rimangono solo i dati sul disco
- L’operazione di salvataggio consiste nello
spostare i dati dalla RAM all’hard disk
- un utente esperto salva frequentemente
- Operazione di backup Informatica - 2010/2011 - Architetture, Sist. operativi, Software 1. 22
Motherboard - Scheda madre
- Un circuito stampato installato nel case - contiene la maggior parte dei componenti più importanti di un computer tra cui: o il microprocessore (CPU) o la memoria centrale (RAM)
- Schede più piccole si installano nella motherboard per aggiungere funzionalità
Software
Informatica - 2010/2011 - Architetture, Sist. operativi, Software 1. 26
Considerazione ...
Se l’utente inserisce dati nel computer e ottiene
risultati significa che aveva un problema che
qualcuno ha risolto per lui:
Chi ha risolto il problema?
Il computer? NO!
Informatica - 2010/2011 - Architetture, Sist. operativi, Software 1. 27 Quindi ...
Il problema è stato risolto dall’esperto informatico che:
- ha trovato una soluzione
- l’ha “spiegata” al computer
- la “spiegazione” è stata memorizzata nel computer
- l’utente ha attivato la soluzione
- il computer ha eseguito la soluzione in modo eccezionalmente veloce (se confrontato alla velocità umana)
Il computer non risolve problemi, ma elabora
velocemente le soluzioni che ha trovato l’uomo
Informatica - 2010/2011 - Architetture, Sist. operativi, Software 1. 28
Elaborazione delle soluzioni:
ciclo Fetch-Decode-Execute
L’esecuzione di ciascuna istruzione da parte della
CPU consta dei seguenti passi:
1. Carica l’istruzione da memoria in IR (Instruction Register) ( Fetch ) 2. Incrementa PC (Program Counter) 3. Decodifica l’istruzione ( Decode ) 4. Carica l’operando in un registro 5. Esegui l’istruzione ( Execute ) 6. Torna al passo 1 per l’esecuzione dell’istruzione successiva
Informatica - 2010/2011 - Architetture, Sist. operativi, Software 2. 31
Algoritmi e programmi sono diversi
- La programmazione consiste nello scrivere i passi
di un algoritmo in uno specifico linguaggio
- un programma è un algoritmo codificato in uno specifico linguaggio di programmazione (es., Java, C, Fortran, …)
- Esecuzione di un programma
- per avviare un programma si può “cliccare” sulla sua icona (ad es., Word, Explorer, Firefox)
- così facendo si dice al computer di caricare il programma in memoria principale e di far eseguire il programma dalla CPU
Cos’è il software?
- “Il Software è un insieme di programmi che permettono ad un calcolatore di eseguire determinate funzionalità”
Cos’è un programma?
Un PROGRAMMA è un’entità statica (descritta in un dato LINGUAGGIO) che specifica:
- l’insieme di istruzioni che il calcolatore deve eseguire
- e la sequenza in cui devono essere eseguite Nel momento in cui un PROGRAMMA VIENE MANDATO IN ESECUZIONE, si ha l’attivazione di un PROCESSO Una entità dinamica. Attraverso il suo stato si rappresenta il modo in cui avviene l’esecuzione del programma Informatica - 2010/2011 - Architetture, Sist. operativi, Software 2. 32
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Sinonimi comunemente adottati
- Programmi
- Applicazioni
- Servizi software
Anche se non sono proprio sinonimi, nell’uso comune
sono considerati come tali. Hanno, in effetti, la
comune caratteristica di essere implementazioni di
algoritmi per computer
Le applicazioni software danno valore
aggiunto all’hardware
I ruoli…
Formulazione Programma di un problema Individuazione di un algoritmo Metodo risolutivo ( progetto ) Linguaggio di Programmazione ( codifica ) ( esecuzione )
DATI
INFORMATICO
(Sviluppo applicazioni)
UTENTE
INFORMATICO
(Tecnico) Informatica - 2010/2011 - Architetture, Sist. operativi, Software 2. 34
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Perché costruire un “sistema a livelli”?
Quindi, un sistema a livelli consente ai progettisti di semplificare la soluzione del problema complesso di progettare, realizzare e successivamente modificare un sistema informatico e renderlo facilmente utilizzabile da chiunque (o quasi …) “Virtualizzazione” far apparire la realtà in modo diverso ( tipicamente più semplice e/o più gradevole ) OBIETTIVO RIVOLTO AGLI “UTILIZZATORI” L’hardware ha molte virtù (veloce, miniaturizzato), ma non è né semplice né gradevole! Quindi farlo risultare tale è un problema molto complesso per i progettisti informatici QUANDO UN PROBLEMA E’ COMPLESSO, L’UOMO … Informatica - 2010/2011 - Architetture, Sist. operativi, Software 2. 38
Componenti di un Sistema di
Elaborazione + Utente
APPLICAZIONI Sistema Operativo Controller SCSI Controller Keyboard Controller Mouse Controller PCI Bus Controller Floppy Controller ATAPI SCSI Bus Tastiera Mouse PCI Bus Floppy CD-ROM Software Hardware
UTENTE
…
Quante sono le applicazioni software?
- Esistono tantissimi tipi di software
- per calcolo scientifico
- per videoscrittura
- per memorizzazione e recupero dati
- per comunicazione
- per svago
- …
- Per ogni tipo di software, esistono innumerevoli applicativi software prodotti da “fonti” molto varie - Multinazionali del software: IBM, Microsoft, EDS, … - Grandi software house - Gruppi di sviluppatori “free software” - Gruppi di ricerca per prototipi - Singole persone (per interesse o svago personale) - … Informatica - 2010/2011 - Architetture, Sist. operativi, Software 2. 39
Esempi
- Software per l’elaborazione testi
- creazione, modifica e stampa di un documento: Word, Editor, OpenOffice, ...
- Foglio elettronico
- tabella di valori disposti in righe e colonne: Excel, Lotus, …
- Software per Database
- sistema per l’archiviazione ed il recupero efficiente di dati in formato digitale: Access, Oracle, MySQL, …
- Software per presentazioni
- creazione di testi/immagini per la creazione di diapositive e prospetti: Powerpoint, Acrobat, … Informatica - 2010/2011 - Architetture, Sist. operativi, Software 2. 40
