Informatica - Prof. Giovanni Arduini

Informatica
a.a. 2010/2011
Prof.Giovanni Arduini
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Informazione
Il termine informazione viene oggi utilizzato in modo
ampio in contesti diversi per indicare elementi
talvolta molto diversi fra loro
In generale si può dire che l’informazione è tutto
ciò che possiede un significato per l’uomo, e che
viene conservato o comunicato in vista di una
utilità pratica immediata o futura
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L’osservazione del mondo reale ci consente di
ottenere gli elementi che utilizziamo per esprimere
un’opinione, oppure per caratterizzare un
fenomeno, oppure per risolvere un problema.
A questi elementi diamo il nome di dati
Il trattamento dei dati per ottenere le
informazioni viene indicato con il termine
elaborazione
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L’uomo opera con elaborazioni di tipo manuale o
mentale, il computer produce elaborazioni
automatiche utilizzando dispositivi elettronici
Informazione + automatica
=
Informatica
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L’informatica si basa sull’utilizzazione della matematica
secondo il sistema binario
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L’hardware (il materiale duro, la ferraglia) è
la struttura fisica dell’elaboratore
Il software (materiale morbido) è l’insieme di
istruzioni che fanno funzionare il computer.
Le istruzioni sono contenute in programmi.
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I vari tipi di computer
Supercomputer: le macchine più potenti al mondo
Mainframe: grandi computer
Workstation: computer di medie dimensioni
Microcomputer: i piccoli computer (personal computer)
Microcontroller: i computer più piccoli
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L’elaboratore
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Dal punto di vista dell’hardware, la struttura
essenziale di un elaboratore comprende
¾ l’unità centrale di elaborazione (CPU, acronimo di
Central Processing Unit, cioè unità centrale di
elaborazione);
¾ La memoria centrale
¾ I dispositivi di input
¾ I dispositivi di output
¾ Le unità di memoria di massa
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LA MEMORIA
RAM (Random Access Memory)
ROM (Read Only Memory)
Insieme formano la Memoria centrale.
¾ dimensioni relativamente limitate
¾ accesso estremamente rapido
RAM è volatile (perde il suo contenuto quando si spegne il calcolatore)
ed è usata per memorizzare dati e programmi.
ROM è persistente ( mantiene il suo contenuto quando si spegne il
calcolatore) ma il suo contenuto è fisso e immutabile. È usata per
memorizzare programmi di sistema.
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LA MEMORIA
Memoria di massa
¾ memorizza grandi quantità di informazioni.
¾ persistente (le informazioni non si perdono
spegnendo la macchina).
¾ accesso molto meno rapido della memoria
centrale (msec. contro nsec. - differenza 10 6 ).
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LA MEMORIA
Memoria di massa - supporti
¾Hard disk 80GB e oltre
¾Floppy disk 3,5” 1,44MB
¾Floppy LS Iomega Zip 100-250MB
Supporti
magnetici
¾Nastri 20-5000MB
¾CD-ROM 640-700MB
¾DVD fino a 8 GB
Supporti ottici
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LA MEMORIA
Unità di misura
¾1 B = 1 Byte = 8 bit
¾1 KB = 1 Kilobyte = 2 10 = 1.024 (≅ mille) Byte
¾1 MB = 1 Megabyte = 2 20 = 1.048.576 (≅ un milione) Byte
¾1 GB = 1 Gigabyte = 2 30 = 1.073.741.824 (≅ un miliardo) Byte
¾ 1 TB = 1 Terabyte = 2 40 = 1.099.511.627.776 (≅ mille miliardi) Byte
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DISPOSITIVI DI INPUT
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DISPOSITIVI DI OUTPUT
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DISPOSITIVI DI INPUT/OUTPUT
Memorie di massa
Modem
Touchscreen
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Il Sistema Operativo
Una definizione esemplificativa del sistema operativo
può essere la seguente:
“il sistema operativo è una sorta di strato che si pone
sopra la macchina fisica e permette di fare richieste
ad una macchina virtuale ma che l’utente crede vera,
inoltre il compito del sistema operativo, oltre a quello
di controllare l’esecuzione degli altri programmi,
consiste nell’impedire alle applicazioni di eseguire dei
comandi che potrebbero rivelarsi dannosi”
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Il Sistema Operativo
Senza Sistema Operativo (SO) un computer è solo un
“macchinario inutile”. Il SO rende possibile la gestione,
l'elaborazione e l'immagazzinamento dell'INFORMAZIONE.
•L’hw fornisce potenza di calcolo, il SO la rende disponibile agli
utenti, gestendo l’hw in modo efficiente.
• Il SO controlla l’esecuzione di tutti gli altri programmi.
• Il SO è l’intermediario tra l’utente/i e la macchina.
Il SO è il software che gestisce le risorse (hardware e software)
della macchina.
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Struttura del Sistema Operativo
Il SO permette alle applicazioni di astrarre dal dettaglio
hardware e di operare in termini di richieste di servizi al SO
stesso.
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Funzioni del Sistema Operativo
La descrizione precisa di cosa faccia parte o meno del SO non
è universalmente definita
• Gestione dei Processi (multitasking)
• Gestione della memoria (scheduler)
• Gestione dei files (file system)
• Gestione degli utenti (multiutenza)
• Gestione dell’ I/O (stampanti, video, tastiera, ...)
• Gestione servizi di Rete
• Protezione del sistema
• Interprete di comandi
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Classificazione dei sistemi operativi
In base al numero di utenti:
• Mono-utente ( mono-user): un solo utente alla volta può
utilizzare il sistema
• Multi-utente (multi-user): più utenti
contemporaneamente possono interagire con la macchina.
‚ Nel caso di più utenti contemporanei, il S.O. deve fornire a ciascuno
l'astrazione di un sistema “dedicato”.
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Classificazione dei sistemi operativi
In base al numero di programmi in esecuzione:
• Mono-programmato ( mono-task): si può eseguire un
solo programma per volta.
• Multi-programmato ( multi-task): il S.O. è in grado di
portare avanti contemporaneamente l'esecuzione di più
programmi (pur usando una sola CPU).
‚ Nel caso di multi-programmazione il S.O. deve gestire la suddivisione del
tempo dell’unità di elaborazione (CPU) fra i vari programmi.
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Classificazione dei sistemi operativi
Esempi:
· MS-DOS: monoutente, monoprogrammato
· Windows95, OS/2: monoutente, multiprogrammato
· Windows NT, XP: multiutente, multiprogrammato
· UNIX: multiutente, multiprogrammato
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Evoluzione del sistema operativo Windows
Fino all'introduzione di Windows 98, i sistemi operativi a
interfaccia grafica della Microsoft erano applicazioni
(cioé programmi) vere e proprie che si appoggiavano a
MS-DOS. Così Windows 1, 2, 3 e 95 andavano
"lanciati" dalla finestra del DOS che si apriva
all'accensione.
Da Windows 98 in poi il sistema divenne totalmente
autonomo. Si avviava direttamente dopo l'accensione e
il DOS, nelle ultimissime versioni, è praticamente
sparito.
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I Files
• Un file è una collezione di dati con un nome.
• Un file è una sequenza di byte terminata da un carattere di
EOF (End Of File)
• Il file system è l’insieme dei files, della loro organizzazione in
directory e dei metodi di gestione e di accesso.
• I files risiedono nella memoria secondaria (dischi)
• Esistono comandi per creare, distruggere, aprire, chiudere,
leggere, scrivere files
• In un sistema multiutente è necessario proteggere i files ci
possono essere più livelli di protezione per diverse tipologie di
utenti
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Programmi applicativi
Risolvono problemi specifici degli utenti:
• word processor: elaborazione di testi
• fogli elettronici: gestione di tabelle, calcoli e grafici
• database: gestione di archivi
• Scritti in linguaggi di programmazione di alto livello
• Risentono in misura ridotta delle caratteristiche della architettura
dell’ambiente sottostante ( portabilità).
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Sviluppo di un Programma
Affinché un programma scritto in un qualsiasi linguaggio
di programmazione sia comprensibile (e quindi eseguibile)
da un calcolatore, occorre tradurlo dal linguaggio
originario al linguaggio macchina
• Questa operazione viene normalmente svolta da speciali
programmi, detti traduttori.
‚I traduttori convertono il testo dei programmi scritti in un
particolare linguaggio di programmazione (programmi
sorgenti) nella corrispondente rappresentazione in
linguaggio macchina (programmi eseguibili).
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Traduzione
Per essere eseguito dal processore, un programma
deve essere tradotto in una serie di istruzioni eseguibili
(linguaggio macchina)
• Compilazione: la traduzione da linguaggio ad alto
livello a linguaggio macchina viene effettuata da un
apposito programma preesistente (il compilatore)
• Interpretazione: il programma nel linguaggio ad alto
livello viene letto una (o poche) istruzione alla volta e
vengono eseguiti le corrispondenti istruzioni in
linguaggio macchina. Questa operazione viene
effettuata da un programma chiamato interprete
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Quindi:
• nel caso del compilatore, lo schema sopra viene percorso
una volta sola prima dell'esecuzione
• nel caso dell’interprete, lo schema sopra viene
attraversato tante volte quante sono le istruzioni che
compongono il programma;
ad ogni attivazione dell'interprete su una particolare
istruzione segue l'esecuzione dell'istruzione stessa.
‚L'esecuzione di un programma compilato è più veloce
dell'esecuzione di un programma mediante interprete.
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Il sistema operativo
Windows
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La barra delle applicazioni
La barra delle applicazioni costituisce la base del desktop di
Windows 98. Percorrendo lungo il fondo lo schermo in tutta la sua
larghezza, la barra delle applicazioni è divisa in tre sezioni:
il pulsante di Start con il relativo menu a tendina, all’estrema
sinistra; pulsanti per gli strumenti e le finestre aperte, nella parte
centrale; e, all’estrema destra, l’area delle icone che mostrano lo
stato attuale dei componenti del computer e dei programmi e
processi che operano in sottofondo.
Pulsante di start
Pulsanti per aprire
finestre
Area di stato
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Le finestre di Windows
• La finestra di ogni cartella contiene elementi standard che
rendono immediato visualizzare le informazioni desiderate
Barra del titolo
Barra dei menù
Pulsanti di minimizzazione,
ridimensionamento e chiusura
Barre di scorrimento
inferiore e laterale
Barra di stato
Pulsanti di scorrimento
inferiore e laterale
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I pulsanti di minimizzazione,
ingrandimento e chiusura
Minimizza
Ingrandisce a
tutto schermo
Chiude
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