06 Introduzione al software. Dott.ssa Ramona Congiu

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1 06 Introduzione al software Dott.ssa Ramona Congiu 1

2 Che cos è il software Gli elaboratori non possono funzionare senza il software ossia le sequenze di istruzioni che permettono loro di svolgere vari compiti. Queste sequenze di istruzioni (programmi) sono scritte da specialisti chiamati programmatori e vengono distribuite su Internet o mediante dischi agli utenti finali. È possibile distinguere due categorie di software: Sistemi operativi Programmi applicativi 2

3 I sistemi operativi I software di sistema comprendono: i linguaggi di programmazione i sistemi operativi I linguaggi di programmazione servono per creare tutti gli altri programmi. I sistemi operativi sono i programmi che fanno funzionare i vari componenti del computer e vanno eseguiti prima di qualsiasi altro programma perché sono quelli che permettono all elaboratore di interagire con l utente. 3

4 I sistemi operativi Essendo così importante, il sistema operativo viene caricato automaticamente al momento dell accensione del computer e procede quindi alla gestione delle risorse del sistema senza alcun intervento da parte dell utente. In un certo senso il sistema operativo può essere assimilato a una sorta di autocoscienza primordiale del computer. 4

5 I programmi applicativi L elaboratore svolge funzioni diverse a seconda del programma utilizzato. I compiti eseguiti dal computer sono chiamati applicazioni e i programmi utilizzati per svolgerli sono detti programmi applicativi. La redazione di una lettera: applicazione. Word: Programma applicativo. Anche se scorrettamente, nel linguaggio comune si usa raramente il termine programma applicativo e con il termine applicazione ci si riferisce al programma applicativo, mentre l applicazione viene detta documento. 5

6 I programmi applicativi 6

7 Altri tipi di programmi Oltre al software applicativo esistono anche altri programmi di largo impiego, come ad esempio software di intrattenimento, di istruzione e di consultazione e i programmi di utilità, che rispondono a specifiche esigenze dell utente. Alcune di queste utilità integrano le funzioni del sistema operativo, altre quelle dei programmi applicativi. 7

8 Altri tipi di programmi Alcuni tra i programmi di utilità più diffusi: Antivirus: consentono di proteggere il sistema da virus informatici. Utilità di visualizzazione file: permettono di vedere il contenuto di un ampia varietà di documenti anche quando l applicazione non è presente nel sistema. I programmi diagnostici: segnalano problemi al sistema. Programmi di disinstallazione. Utilità di miglioramento delle prestazioni. Programmi di backup. 8

9 Le interfacce utente 9

10 L interfaccia Quando si accende il computer appare sullo schermo l interfaccia, chiamata così perché è il mezzo di interazione tra l utente e la macchina. I primi elaboratori avevano come interfaccia utente la stampante o una fila di lucine. Mano a mano che il computer si è evoluto anche le interfacce sono diventate più flessibili e facili da utilizzare. Sono state introdotte le interfacce software. 10

11 Le interfacce e i sistemi operativi I sistemi operativi sono dotati di un interfaccia software che permette la comunicazione con l utente. L interfaccia rimane comunque un elemento indipendente tant è che uno stesso sistema operativo può averne più di una. La più comune è un interfaccia grafica utente con cui è possibile interagire selezionando menu e pulsanti con il mouse. 11

12 Le interfacce grafiche utente (GUI) Le prime interfacce utente sono state sviluppate negli anni 70 e furono utilizzate per la prima volta nel 1980 su un computer chiamato Xerox Star. Oggi il mercato offre numerose interfacce grafiche tra le quali la più diffusa è quella di Windows. 12

13 Le interfacce grafiche (GUI) Tutte le interfacce grafiche hanno una serie di funzionalità comuni: Visualizzano sullo schermo delle finestre sovrapposte, ognuna delle quali può contenere u programma applicativo o un documento; l utente può passare velocemente da un compito all altro. Per eseguire un comando basta puntare l icona che lo rappresenta sul desktop e fare clic col mouse Impiegano la tecnologia WYSIWYG I comandi sono gli stessi per tutti i programmi (utilizzare un nuovo programma diventa più facile perché i comandi di base (salvataggio, cancellazione etc) sono gli stessi) 13

14 Le interfacce a stilo Il principale svantaggio degli elaboratori è che in genere i dati vanno inseriti tramite la tastiera, le cui dimensioni limitano la possibilità di ridurre la grandezza del computer. Per i sistemi tascabili è necessaria un interfaccia utente diversa. Di norma l interfaccia è costituita da uno schermo sensibile al contatto sul quale si può scrivere o puntare un comando per mezzo di uno stilo. Lo schermo interpreta la posizione dello stilo e visualizza il testo o esegue il comando. 14

15 Le interfacce touchscreen Alcuni computer e molti dispositivi portatili sono dotati di interfacce touchscreen. Queste interfacce permettono si interagire con l elaboratore puntando con il dito le immagini e le icone presenti sullo schermo. L uso di questi sistemi è talmente semplice che non servono le istruzioni. 15

16 Le interfacce conversazionali L interazione tra computer e utente difficilmente continuerà a basarsi sull uso del mouse. Per essere davvero funzionali gli elaboratori del futuro dovranno essere in grado di eseguire comandi vocali. In questo campo i progressi sono stati piuttosto lenti ma i programmi di riconoscimento vocale sono il continuo miglioramento e già ora permettono di impartire sia comandi vocali sia di immettere dati. 16

17 I programmi applicativi Alcune applicazioni, per esempio i programmi di videoscrittura e i fogli elettronici, sono usate per svolgere compiti di carattere generale e possono quindi essere utili a tutti, indipendentemente dalle attività che ognuno svolge. Poiché questi programmi si rivolgono a diversi segmenti del mercato, vengono definiti applicazioni per un mercato orizzontale. 17

18 I programmi applicativi Le applicazioni più vendute appartengono alla categoria della applicazioni per un mercato orizzontale. A volte questi programmi vengono confezionati insieme in pacchetti detti suite, che sono venduti a prezzi vantaggiosi rispetto a quelli dei singoli software. Le suite più comuni sono quelle contenenti applicazioni office (programmi dadi comune uso in ogni ufficio) ma ve ne sono anche per esigenze di elaborazione grafica o di editoria elettronica. 18

19 I programmi applicativi Molti programmi trovano applicazione in un solo settore dove svolgono un compito specifico. I programmi sviluppati per questi compiti sono chiamati applicazioni per un mercato verticale perché rispondono alle specifiche esigenze di un determinato segmento di mercato. 19

20 Le applicazioni personalizzate Sia le applicazioni orizzontali che quelle verticali si basano sull idea che le loro funzionalità vadano bene per tutti gli utenti. Questo però non è sempre vero, tant è che alcune aziende o organizzazioni decidono di sviluppare dei programmi personalizzati che, se da un lato sono più costosi, dall altro rispondono in modo più efficace a specifiche esigenze. Questa decisione è necessaria se in commercio non esiste un software adeguato alla funzione desiderata. 20

21 Lo shareware e il software di pubblico dominio Grazie alla diffusione della rete Internet molte software house e programmatori decidono di distribuire il proprio software via rete e incoraggiano gli utenti a copiarlo e a passarlo ad altri. Le applicazioni distribuite in questo modo si dividono in due categorie: shareware e freeware. 21

22 Lo shareware I software shareware possono essere scaricati dalla rete ma il suo autore chiede all utente il pagamento di una somma o il versamento della quota di registrazione. In cambio viene offerta la documentazione relativa al programma e la possibilità di avere versioni aggiornate. In genere i costi di tali prodotti sono inferiori rispetto a quelli delle applicazioni commerciali e il pagamento può avvenire dopo un periodo di prova. 22

23 Il freeware I programmi freeware sono del tutto gratuiti. In origine questa pratica era adottata prevalentemente da piccole aziende e singoli individui. Tuttavia vista la grande concorrenza degli ultimi anni, anche aziende multinazionali mettono a disposizione alcuni software gratuitamente. Questi programmi sono tutelati dal diritto d autore e i diritti dell utente sono riportati nella documentazione allegata all applicazione o visualizzati sullo schermo quando viene avviato il programma. 23

24 Software di pubblico dominio o open source Nel caso di software di pubblico dominio o open source gli autori o i produttori i un programma rinunciano anche ai loro diritti sul codice sorgente, che viene distribuito anch esso. In questo modo altri programmatori possono migliorarlo e adattarlo a patto di rendere a loro volta di pubblico dominio le nuove versioni. L emblema del software open source è senza dubbio il sistema operativo Linux, al cui sviluppo collaborano migliaia di programmatori in tutto il mondo. 24

25 I sistemi operativi 25

26 Il sistema operativo Una delle funzioni fondamentali del sistema operativo consiste nel gestire le risorse dell elaboratore e controllare che le operazioni vengano eseguite in modo rapido e regolare. Il sistema operativo ha la funzione di determinare dove vanno memorizzati i programmi e i dati, di coordinare la comunicazione tra i vari componenti del computer come ad esempio la stampante e il monitor e di gestire l interazione tra l utente e i programmi applicativi. 26

27 Il ruolo del BIOS Al momento dell accensione l elaboratore cerca innanzitutto il BIOS (Basic Input Output System), un piccolo programma registrato permanentemente su un chip di memoria ROM. Poiché questa piccola porzione di software è installata in modo permanente nel sistema, può essere considerata una via di mezzo tra software e hardware e viene spesso indicata con il termine firmware. 27

28 Il ruolo del BIOS Il BIOS svolge una serie di importanti funzioni, per esempio interpreta i dati immessi tramite tastiera, visualizza i caratteri sullo schermo, gestisce le comunicazioni che passano attraverso le porte del computer e controlla l integrità del sistema ogni volta che questo viene avviato. Lo scopo del BIOS è fornire un collegamento tra software e i componenti hardware dell elaboratore. 28

29 L interprete dei comandi La porzione del sistema operativo riservata all interpretazione dei comandi ha la funzione di ricevere dalla tastiera l input dell utente e di interpretarlo. Proprio come due persone che non parlano la stessa lingua devono ricorrere a un interprete, i comandi di un programma applicativo per essere eseguiti dai componenti hardware devono prima essere interpretati dal sistema operativo. 29

30 I sistemi multitasking Mentre i vecchi sistemi operativi potevano eseguire soltanto un programma alla volta, quelli odierni consentono di utilizzare più programmi per eseguire più compiti contemporaneamente. Poiché i sistemi in genere hanno un solo microprocessore per eseguire più programmi nello stesso tempo cedono rapidamente il controllo della CPU a uno o all altro, a seconda delle esigenze, in realtà quindi è operativo un solo programma per volta. 30

31 I sistemi multithreading I programmi in genere elaborano i dati e i comandi in ordine sequenziale e quindi soltanto quando un operazione è stato portata a termine possono iniziare ad eseguirne un altra. Si può pertanto dire che ogni operazione eseguita da un programma si snoda come un singolo filo (thread) dall inizio alla fine. Quando il sistema operativo è multithreading invece i programmi applicativi possono svolgere più operazioni contemporanemente. 31

32 I sistemi multiprocessori Alcune applicazioni, come l elaborazione delle previsioni del tempo, le simulazioni e la progettazione assistita dal computer, richiedono una notevole capacità di elaborazione. Per rispondere a queste esigenze sono stati sviluppati sistemi operativi in grado di gestire un sistema dotato di più processori (a volte centinaia). 32

33 Altre funzioni del sistema operativo Oltre alle funzioni precedentemente descritte il sistema operativo svolge anche i seguenti compiti: Controlla continuamente il sistema e in caso si disfunzioni avverte l utenza con messaggio d errore. Assegna a ogni programma uno spazio proprio in modo che se un applicazione presenta un problema questo non influisce sul funzionamento degli altri programmi. Regola l alimentazione d energia del sistema È in grado di supportare le applicazioni multimediali. 33

34 Varie categorie di sistemi operativi Tutti gli elaboratori, dai supercomputer fino ai microprocessori incorporati negli orologi sono dotati di un sistema operativo. Nel corso degli anni ne sono stati sviluppati diversi tipi, molti dei quali ancora in uso. I primo sistema operativo a larga diffusione fu il DOS, successivamente la Microsoft introdusse Windows che da allora è sempre rimasto il sistema operativo più utilizzato sebbene col passare degli anni si sia modificato e migliorato in maniera esponenziale. 34

35 Le caratteristiche dei sistemi operativi Per fare un raffronto tra i vari tipi di sistema operativi esistenti si può ricorrere a una serie di criteri: Monotasking o multitasking Monothreading o multithreading Interfaccia utente a caratteri o grafica Sicurezza alta o bassa Capacità di elaborazione (8,16,32, 64 bit per volta) Portabilità Proprietario o aperto 35

36 I sistemi operativi per il desktop Windows: nelle sue varie versioni (95, 98, NT, ME, 2000, XP, Vista, 7) è attualmente il sistema operativo più usato. Mac OS X: della Apple, è installato sii computer Apple Macintosh e sui PowerPC. Il suo predecessore fu il primo sistema operativo dotato di interfaccia grafica di grande diffusione. Linux: è il sistema operativo open source più diffuso e nelle sue più recenti versioni ha raggiunto una stabilità e una facilità d uso paragonabili a quelle di Windows. 36

37 I sistemi operativi per i server I computer di un azienda sono collegati in rete attraverso dei server. I sistemi operativi che vengono usati svolgono anche altre funzioni importanti. I sistemi operativi dei server sono sicuri, multitasking, multithreading e dotati di interfacce grafiche utente, inoltre sono di solito portabili, ovvero possono funzionare con diversi microprocessori. 37

38 I sistemi operativi per i computer tascabili Esistono diversi sistemi operativi per i computer tascabili, i palmari, i tablet e gli smartphone che utilizzano una piccola tastiera virtuale e uno schermo sensibile al contatto. Tra questi ricordiamo Android, ios4, Windows mobile, Symbian. Naturalmente per ciascuno di questi sistemi sono disponibili numerosi software applicativi sviluppati specificatamente per le piattaforme mobili, ma dotati di funzionalità non dissimili da quelle degli omologhi applicativi desktop. 38

39 I sistemi operativi incorporati Anche i microprocessori incorporati in piccoli dispositivi come un orologio o un tostapane sono dotati di un sistema operativo. Uno di questi sistemi è una versione del DOS chiamata DOS embedded, che invece di essere memorizzata nel disco fisso si trova in un chip di memoria e si attiva immediatamente all accensione de dispositivo. 39

40 La gestione dei file 40

41 La gestione dei file Il sistema operativo ha la funzione di gestire i file contenuti nel disco fisso. Tre sono i requisiti essenziali per reperire i file. Il nome del file La cartella in cui è archiviato L unità di memorizzazione in cui si trova 41

42 I nomi dei file Al momento del salvataggio, ai file viene assegnato un nome di file che ne permette l identificazione in qualsiasi momento. In quasi tutti i sistemi i nomi dei file sono costituiti da due parti: il nome e l estensione che si potrebbero paragonare al nome e al cognome di una persona. 42

43 I nomi dei file Il nome viene scelto dall utente per poter identificare il file in un successivo momento. Tutti i moderni sistemi operativi permettono di usare nomi lunghi e descrittivi. L estensione è separata dal nome da un punto. Ha la funzione di identificare il formato del file o l applicazione con cui è stato creato. Un estensione.jpg ad esempio indica che si tratta di un file grafico, mentre.doc indica che il file è un documento elaborato con il programma di videoscrittura. 43

44 I nomi dei file Su Windows l estensione riveste un ruolo fondamentale in quanto consente ai programmi di identificare l applicazione con cui è stato creato il file. Se si fa doppio clic su un file, Windows apre innanzitutto l applicazione che l ha creato e poi all interno di questa il file stesso. 44

45 Le cartelle Se i file logicamente simili sono raccolti in un unica cartella (directory) sarà immediatamente chiaro dove reperirli. Nella cartella chiamata Windows, per esempio si trovano ulteriori cartelle e file contenenti le varie parti del sistema operativo. Nella cartella chiamata Immagini si suppone debbano essere memorizzate le immagini e così via. 45

46 Gli indicatori delle unità di memoria Molti sistemi sono dotati di più unità di memoria. Per distinguerle a ognuna è assegnata una lettera o un nome. Solitamente su Windows al disco fisso è assegnata la lettera C e al lettore CD la lettera D. Dato che il numero e il tipo di unità variano da sistema a sistema, l assegnazione delle lettere e dei nomi cambia a seconda dell elaboratore. 46

47 Le gerarchie ad albero Per illustrare l organizzazione di un unità in cartelle può essere utile ricorrere a un analogia: come da un albero si dipartono vari rai e questi a loro volta si dividono in ulteriori ramificazioni, così un unità si divide in varie cartelle, che possono a loro volta contenerne altre. Utilizzando una gerarchia ad albero è possibile espandere o ridurre sia l intera unità sia una singola cartella. 47

48 Le gerarchie ad albero Si può quindi passare dal sommario dei contenuti dell unità alla descrizione dettagliata di un file. I segni + indicano che quelle cartelle sono state ridotte, il simbolo indica che il contenuto di quelle cartelle è visualizzato. 48

49 I percorsi Per reperire un file memorizzato in una cartella di un disco di memoria, è necessario seguire un determinato percorso. Per esempio se il file Paolo.doc è archiviato nella cartella Lettere sull unità C, il percorso per raggiungere il file è C:\Lettere\Paolo.doc Il carattere \ separa anche i nomi delle cartelle nel caso in cui il file sia contenuto in una cartella contenuta a sua volta in un altra cartella. Se la cartella Lettere a sua volta contiene la cartella venditori, per esempio, il percorso del file sarà: C:\Lettere\Venditori\Paolo.doc In genere non è necessario digitare questi percorsi. Quasi tutti i programmi e i sistemi operativi consentono di cercare i file aprendo le cartelle con il mouse. 49

50 I programmi di gestione dei file Una parte del sistema operativo è costituita da un programma, detto programma di gestione dei file, che serve per la localizzazione e l accesso alle unità, alle cartelle e ai file presenti nell elaboratore. Questi programmi consentono di visualizzare le cartelle di un unità secondo una struttura ad albero. Facendo clic su una cartella viene visualizzato un elenco completo dei suoi contenuti. 50

51 Le utilità 51

52 La frammentazione All inizio, in un disco fisso, i dati vengono archiviati in ordine lineare: le varie porzioni di un file sono memorizzati in cluster (settori di un unità che costituiscono la più piccola unità di memoria che il computer è in grado di memorizzare) adiacenti. Tuttavia, man mano che si cancellano i file più vecchi e se ne aggiungono di nuovi, i frammenti dei file vengono sparsi in cluster localizzati in diverse aree del disco. Questa frammentazione può comportare un rallentamento delle funzioni del computer perché l unità di lettura impiega tempo a recuperare i file frammentati. 52

53 La frammentazione Per risolvere questo problema si può effettuare regolarmente la deframmentazione (defrag) del disco. Questa procedura risistema i frammenti che si trovano nel disco ordinandoli e cercando di mettere i frammenti appartenenti a uno stesso file vicini tra loro in maniera tale che il loro recupero sia più veloce. 53

54 La frammentazione 54

55 Lo scanning del disco La produzione del disco non sempre esce bene e alcune aree possono risultare inutilizzabili. In questi casi il costruttore effettua lo scanning del disco e marca elettronicamente le aree fuori uso in modo che non vi vengano memorizzati i dati. Altre aree però possono guastarsi in un secondo momento. Per questo motivo viene usato un programma di utilità che ha la funzione di effettuare lo scanning del disco e di individuare e marcare settori rovinati. 55

56 Lo scanning del disco Se questa operazione non viene effettuata il sistema operativo può memorizzare porzioni di file in settori danneggiati perdendo così le parti di file. Lo scanning ha anche la funzione di individuare e risolvere eventuali problemi relativi ai file. 56

57 L eliminazione dei file e il cestino Molti file dopo un certo periodo non servono più e possono quindi essere cancellati dal disco. Di solito quando si chiede la cancellazione di un file questo non viene veramente cancellato ma spostato in un area del disco chiamata Cestino, in modo che sia possibile recuperarlo in un secondo momento. Quando si è sicuri che il contenuto del cestino non servirà più sarà sufficiente svuotare il cestino per avere la rimozione definitiva. Esistono comunque dei programmi in grado di recuperare i file anche se eliminati a condizione che le aree di memoria su cui i file erano memorizzati non siano state sovrascritte. 57

58 I principali problemi relativi al software 58

59 Installazione e disinstallazione dei programmi Per utilizzare un nuovo programma applicativo bisogna innanzitutto installarlo sul computer eseguendo un programma di installazione. Questo processo copia i file del programma sul disco fisso adattando l applicazione ai componenti hardware del sistema. Quando l applicazione non serve più si ricorre al programma di disinstallazione che dovrebbe eliminare tutti i file del programma anche se spesso molti file continuano a rimanere sul disco. 59

60 I driver Quando si collega una nuova periferica al computer, è necessario installare il relativo driver. I driver sono piccoli programmi con la funzione di tradurre le istruzioni generiche inviate da un programma o dal sistema operativo alla periferica in istruzioni per un componente hardware specifico. Quando esce un nuovo dispositivo sul mercato, i programmatori di sistemi operativi non modificano l intero sistema ma si limitano a scrivere in apposito programma pilota. 60

61 L aggiornamento dei programmi Le case produttrici di software in genere aggiornano i loro programmi applicativi e sistemi operativi anche più di una volta all anno. Gli aggiornamenti includono di norma sia funzionalità riviste e corrette delle versioni precedenti sia funzionalità completamente nuove volte a migliorare le prestazioni del programma. 61

62 L aggiornamento dei programmi I numeri di versione sono utilizzati per identificare i vari stadi di sviluppo di un programma. In genere questi numeri comprendono una parte decimale. Un salto significativo nel numero (per esempio da 6.0 a 7.0) indica una revisione completa mentre un cambiamento del numero decimale (ad esempio da 7.1 a 7.2) indica modifiche più marginali. 62

63 L aggiornamento dei programmi Le novità in questo campo sono molto allettanti ma è opportuno tenere conto del fatto che l aggiornamento dei software comporta anche dei problemi. Uno dei più seri è quello della compatibilità o meglio, dell incompatibilità che si verifica a vari livelli: Se si cambia sistema operativo per esempio sostituendo un sistema della Apple con quello Microsoft è necessario cambiare tutto il software Quando alcuni sistemi operativi vengono aggiornati alcune applicazioni non funzionano più Possono sorgere incompatibilità tra documenti creati con versioni precedenti dello stesso programma 63

64 La distribuzione del programma Nella maggior parte dei casi i programmi e i realtivi aggiornamenti vengono distribuiti su CD-ROM. Stanno emergendo anche altre forme di distribuzione. Tra quelle in più rapida crescita troviamo la diffusione via Internet, specialmente per quanto riguarda gli aggiornamenti e i programmi accessori (driver, filtri etc). 64

65 Il supporto tecnico Un elaboratore contiene decine di dispositivi e programmi prodotti da diverse aziende e individuare una disfunzione a volte è piuttosto difficile. Per risolvere almeno in parte il problema, sono stati sviluppati dei programmi di correzione automatica, che hanno la funzione di effettuare la diagnosi del sistema e di risolvere gli eventuali problemi riscontrati. Questi programmi sono collegati anche a Internet per cui se non sono in grado di far fronte al problema possono consultare degli archivi online e cercare informazioni più recenti a riguardo. 65

66 I bug Sembra inevitabile che dopo un lungo perdio di utilizzo del computer comincino a verificarsi dei fatti inspiegabili: improvvisamente compare un messaggio che segnala la presenza di un errore oppure la tastiera di blocca impedendo di digitare un comando o di eseguire un programma. Può capitare che si tratti di errori causati dal programmatore, noti come bug. L'uso del termine bug, che in inglese indica genericamente un piccolo insetto, è legato ad un curioso aneddoto risalente ai tempi pionieristici dell'informatica: i nel 1947il tenente Hopper ed il suo gruppo stavano cercando la causa del malfunzionamento di un computer quando, con stupore, si accorsero che una falena si era incastrata tra i circuiti. 66

67 I disclaimer I disclaimer allegati ai software hanno lo scopo di limitare la responsabilità del produttore. Di solito sono assolutamente incomprensibili a tutti fatta eccezione per gli avvocati. 67

68 Fine 68