NozionidiBase di Informatica

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1 Università degli Studi di Parma Facoltà di Scienze MM.FF.NN. Corso di Laurea in Informatica NozionidiBase di Informatica Roberto Alfieri Giulio Destri Nozioni Base di Informatica - 1 R. Alfieri e G. Destri - UniPR 2009

2 Hardware e Software Hardware: la parte fisica del calcolatore Software: l insieme di programmi che un calcolatore richiede per funzionare Nozioni Base di Informatica - 2 R. Alfieri e G. Destri - UniPR 2009

3 La struttura del Computer Unità Centrale di Elaborazione (CPU) Bus di collegamento MemoriaRAM e ROM Memorie di Massa Dispositivi di I/O Porte Rete Periferiche Nozioni Base di Informatica - 3 R. Alfieri e G. Destri - UniPR 2009

4 La struttura del Computer CPU BUS di Sistema RAM (Memoria Centrale) Memorie di massa (Hard Disk, CD-ROM, Floppy, Nastri ) Periferiche di Input Periferiche di Output Nozioni Base di Informatica - 4 R. Alfieri e G. Destri - UniPR 2009

5 Le periferiche Tastiera, tavoletta grafica, touchscreen Mouse, penna ottica, cloche, Joystick, touchpad Monitor, proiettore, uscita audio Stampante Plotter Modem SchedadiRete Scanner, telecamera, microfono Nozioni Base di Informatica - 5 R. Alfieri e G. Destri - UniPR 2009

6 La CPU Nozioni Base di Informatica - 6 R. Alfieri e G. Destri - UniPR 2009

7 La memoria centrale Insieme di celle di uguale capacità Contiene numeri binari Ogni cella ha un indirizzo ben preciso Il tempo di accesso è finito e uguale per ogni cella I numeri contenuti possono corrispondere a istruzioni o dati E volatile (si cancella allo spegnimento della macchina) Nozioni Base di Informatica - 7 R. Alfieri e G. Destri - UniPR 2009

8 Memorie di massa Floppy disk Hard disk CD-ROM, DVD-ROM, CD-ROM-WR Disk Array (RAID) Nastro, unità magneto-ottica, IomegaZIP Schede E permanente Nozioni Base di Informatica - 8 R. Alfieri e G. Destri - UniPR 2009

9 Le informazioni entro il Computer Nozioni Base di Informatica - 9 R. Alfieri e G. Destri - UniPR 2009

10 Rappresentazione di informazioni Codice ASCII: insieme di simboli, rappresentati dai numeri compresi fra 0 e 255 e comprendenti anche le cifre e le lettere dell alfabeto Codice EBCDIC UNICODE: evoluzione di ASCII, con codici da 0 a Nozioni Base di Informatica - 10 R. Alfieri e G. Destri - UniPR 2009

11 Tipi di Interfaccia Utente Interfaccia utente a riga di comando Interfaccia utente a menu Combinazione delle due precedenti Interfaccia grafica Nozioni Base di Informatica - 11 R. Alfieri e G. Destri - UniPR 2009

12 Programma Applicativo Un programma eseguibile è contenuto in un file (o in più file) Quando un programma viene invocato il loader carica in una zona della memoria centrale l insieme delle istruzioni contenute nel (nei) file Il programma entra poi in esecuzione ed ottiene il controllo della CPU Il programma in esecuzione, con i suoi dati, le sue istruzioni ed il suo stato corrente si chiama processo Nozioni Base di Informatica - 12 R. Alfieri e G. Destri - UniPR 2009

13 Il Sistema Operativo E formato da un nucleo (kernel) e da un insieme di programmi, moduli e librerie Gestisce le risorse di basso livello e fornisce una visione indipendente dal supporto fisico Rende utilizzabile l elaboratore per l utente ed i programmi applicativi Coordina il funzionamento dei programmi applicativi Definisce e gestisce l interfaccia utente Nozioni Base di Informatica - 13 R. Alfieri e G. Destri - UniPR 2009

14 Il Sistema Operativo: funzioni Gestione della memoria centrale Gestione della memoria di massa (file system) Gestione dei programmi in esecuzione (processi) Gestionedell Inpute Output Chiamate di funzioni comuni per i programmi applicativi Nozioni Base di Informatica - 14 R. Alfieri e G. Destri - UniPR 2009

15 Multitasking Capacità di caricare in memoria più programmi applicativi capacità di eseguire più programmi applicativi contemporaneamente Multitasking reale (time-sharing): tempo CPU suddiviso fra le applicazioni (es. WindowsNT, UNIX) Multitasking virtuale (cooperativo): una sola applicazione per volta è attiva e gira, le altre sono sospese (es. Windows 3.x) Nozioni Base di Informatica - 15 R. Alfieri e G. Destri - UniPR 2009

16 Multithreading Capacità di avere più flussi di esecuzione entro un programma in esecuzione capacità di eseguire diverse istruzioni contemporaneamente entro uno stesso processo Il programma risulta suddiviso in diversi blocchi di istruzioni che agiscono in modo concorrente (thread) Il multithreading è garantito dal sistema di esecuzione dei programmi Nozioni Base di Informatica - 16 R. Alfieri e G. Destri - UniPR 2009

17 I File Nozioni Base di Informatica - 17 R. Alfieri e G. Destri - UniPR 2009

18 Formato dei File Nozioni Base di Informatica - 18 R. Alfieri e G. Destri - UniPR 2009

19 Le Directory o Cartelle Nozioni Base di Informatica - 19 R. Alfieri e G. Destri - UniPR 2009

20 Le sottodirectory o sottocartelle Nozioni Base di Informatica - 20 R. Alfieri e G. Destri - UniPR 2009

21 Il FileSystem E l insieme di directory e file in cui sono organizzati i dati presenti nelle memorie di massa Nel caso di sistemi DOS, Windows e UNIX ha una struttura ad albero, in cui la directory principale prende il nome di radice In altri sistemi le strutture possono essere differenti Nozioni Base di Informatica - 21 R. Alfieri e G. Destri - UniPR 2009

22 Il FileSystem - 2 Nozioni Base di Informatica - 22 R. Alfieri e G. Destri - UniPR 2009

23 Memoria Virtuale La memoria di lavoro può essere maggiore della RAM effettiva a disposizione Una parte del disco viene dedicata a contenere l estensione della memoria (area o file di swap) Con apposite politiche di gestione una parte del contenuto della RAM viene scaricato nell area di swap e viceversa Le prestazioni sono ovviamente inferiori Nozioni Base di Informatica - 23 R. Alfieri e G. Destri - UniPR 2009

24 Sistemi Operativi Vari MS-DOS, DOS+Windows 3.x MacOS Windows95/98/XP/Vista/7 Windows2000/2003/2008 UNIX e Linux OS/390, MVS OS/400 VMS Nozioni Base di Informatica - 24 R. Alfieri e G. Destri - UniPR 2009

25 I Programmi Nozioni Base di Informatica - 25 R. Alfieri e G. Destri - UniPR 2009

26 Cos è un Programma? Nozioni Base di Informatica - 26 R. Alfieri e G. Destri - UniPR 2009

27 Esecuzione dei Programmi Nozioni Base di Informatica - 27 R. Alfieri e G. Destri - UniPR 2009

28 Il percorso dei dati Nozioni Base di Informatica - 28 R. Alfieri e G. Destri - UniPR 2009

29 Cosa vede la CPU? Nozioni Base di Informatica - 29 R. Alfieri e G. Destri - UniPR 2009

30 Tipi di programmazione Linguaggio macchina (composto di numeri binari) Linguaggio assembly o assembler (corrispondenza biunivoca con linguaggio macchina ma più comprensibile agli umani) Linguaggio ad alto livello come C, C++, Pascal, Java, COBOL (sintassi ben definita) Linguaggio 4GL come ABAP Scripting di Applicazione come VBA entro Word Scripting Web (JavaScript, VBScript, PHPScript) Nozioni Base di Informatica - 30 R. Alfieri e G. Destri - UniPR 2009

31 Il Flusso delle Istruzioni Le istruzioni vengono eseguite secondo una ben precisa sequenza Il computer sa sempre quale è l istruzione correntemente in esecuzione Il program counter èl indicedella istruzione correntemente in esecuzione In dipendenza di condizioni il flusso di esecuzione può essere diverso fra una esecuzione ed un altra Nozioni Base di Informatica - 31 R. Alfieri e G. Destri - UniPR 2009

32 Variabili, costanti, array Ogni elemento di un programma ha associata un etichetta o identificatore Una variabile è un elemento il cui valore può variare nel tempo Una costante riceve un valore all inizio dell esecuzione che poi non varia più Un array è un vettore di elementi identici Nozioni Base di Informatica - 32 R. Alfieri e G. Destri - UniPR 2009

33 Sottoprogrammi Un programma per essere manutenibile deve avere una struttura chiara Compiti diversi devono essere svolti da parti diverse del programma Esempi: stampe, lettura di dati da file Una procedura è una parte di programma che svolge un compito ben determinato Nozioni Base di Informatica - 33 R. Alfieri e G. Destri - UniPR 2009

34 Sottoprogrammi - 2 Una procedura viene invocata col suo nome Una procedura accetta delle variabili che prendono il nome di argomenti Esempi: LeggiDatiDaFile( c:\pippo.dat ) StampaSuVideo( salve mondo ) Addiziona(totale, nuovodato) In programmazione ad oggetti alle procedure corrispondono i metodi Nozioni Base di Informatica - 34 R. Alfieri e G. Destri - UniPR 2009

35 Il Compilatore E un programma eseguibile Traduce le istruzioni scritte in un linguaggio ad alto livello in istruzioni comprensibili per il computer Può produrre codice macchina o codici intermedi Il processo di compilazione si divide in varie fasi Nozioni Base di Informatica - 35 R. Alfieri e G. Destri - UniPR 2009

36 La stesura del programma File sorgente (testo, linguaggio di alto livello) Compilazione File oggetto (binario, linguaggio macchina) Linking File eseguibile (binario, linguaggio macchina, pronto per l esecuzione) Nozioni Base di Informatica - 36 R. Alfieri e G. Destri - UniPR 2009

37 La stesura del programma - 2 File sorgente (testo, linguaggio di alto livello) Compilazione File codice binario (binario, pseudo istruzioni macchina) Interpretazione Codice macchina nativo in memoria e sua esecuzione Nozioni Base di Informatica - 37 R. Alfieri e G. Destri - UniPR 2009

38 La stesura del programma - 3 File sorgente (testo, linguaggio di scripting) Caricamento e Interpretazione Codice macchina nativo in memoria e sua esecuzione entro l interprete Nozioni Base di Informatica - 38 R. Alfieri e G. Destri - UniPR 2009

39 Il Multithreading Nel multithreading esistono più flussi di esecuzione entro uno stesso programma Il gestore del multithreading (es. il sistema operativo) amministra la successione dei vari flussi Il coordinamento dei vari thread fra loro entro il programma è, in modo più o meno facilitato, a carico del programmatore Nozioni Base di Informatica - 39 R. Alfieri e G. Destri - UniPR 2009

40 Gli ambienti integrati di sviluppo Editor interno Debugger Compilatore integrato Archiviazione del software e lavoro di gruppo Nozioni Base di Informatica - 40 R. Alfieri e G. Destri - UniPR 2009

41 I componenti di un programma L'interfaccia utente La logica applicativa o di business I dati Nozioni Base di Informatica - 41 R. Alfieri e G. Destri - UniPR 2009