LAB 3 - IL SOFTWARE TIPI DI SOFTWARE I SISTEMI OPERATIVI. In questa lezione imparerete a:

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1 LAB 3 - IL SOFTWARE In questa lezione imparerete a: Classificare correttamente il software, descrivere il ruolo del sistema operativo, comprendere l importanza dell inizializzazione software, comprendere il ruolo del software applicativo, conoscere le fasi principali dello sviluppo software, descrivere i più comuni linguaggi di programmazione, descrivere l organizzazione del File System, riconoscere un tipo file. TIPI DI SOFTWARE Il software è l insieme di tutti i programmi che consentono ad un computer di svolgere le proprie attività. Distinguiamo due categorie principali: software di base e software applicativo. Il software di base riunisce tutti gli strumenti che consentono al computer di operare in modo corretto. Il software applicativo è l insieme di tutti i programmi o applicazioni che svolgono specifiche attività per risolvere esigenze e necessità dell utilizzatore. I SISTEMI OPERATIVI Il software di base per eccellenza è il "sistema operativo"; sono sistemi operativi Windows 98, Windows XP, così come Linux o Unix e i sistemi operativi di tipo proprietario dei grandi mainframe. Compiti di un sistema operativo sono: il controllo della corretta inizializzazione e del corretto funzionamento di ogni componente hardware, di cui svolge ruolo di supervisore (in pratica un sistema operativo conosce tutte le periferiche connesse al computer ed il modo per attivarle); la gestione degli eventuali errori, fornendo tutti gli strumenti necessari per poter intraprendere azioni correttive; la gestione di tutto ciò che riguarda la memorizzazione delle informazioni, sia riguardo la memoria principale che riguardo la memoria secondaria; la gestione delle vie di comunicazione nelle reti di elaboratori; il supporto al software applicativo che viene installato sul computer. In termini assai riduttivi possiamo dire che un sistema operativo è il software che, caricato in memoria ed eseguito al momento dell'accensione del calcolatore, permette ai programmi applicativi di girare e di sfruttare le risorse hardware della macchina. Il sistema operativo in un certo senso impone anche all'utente il modo di operare sulla macchina, stabilendo ciò che l'utente può fare e ciò che invece non può fare, stabilendo l'ordine in cui devono essere eseguite certe operazioni e così via. I sistemi operativi possono essere multiutente e/o multitasking. Un sistema operativo multitasking permette di eseguire più programmi contemporaneamente: se ad esempio viene chiesto al sistema di eseguire contemporaneamente due processi, A e B, la CPU eseguirà per qualche istante il processo A, poi per qualche istante il processo B, poi tornerà ad eseguire il processo A e così via. È il sistema operativo a controllare che la CPU ripartisca le sue prestazioni tra tutti i processi attivi; è sempre il sistema operativo a far sì che se un processo si blocca in seguito al verificarsi di un Copyright 2004 di Talento Tutti i diritti riservati 1

2 ECDL Concetti di base dell ICT errore, i restanti processi e l'intero sistema non subiscano alcun danneggiamento e possano proseguire senza conseguenze i compiti loro assegnati. Un sistema è invece detto multiutente se può essere utilizzato contemporaneamente da persone diverse. Windows 98 e' un esempio di sistema operativo multitasking ma non multiutente, in quanto può essere utilizzato da un solo utente per volta. Al contrario Linux così come Windows NT può essere utilizzato da più utenti contemporaneamente. Occorre fare attenzione a non confondere un sistema di PC collegati tra loro in rete da un sistema multiutente: nel primo caso esistono più PC che dialogano tra loro, ognuno con il proprio sistema operativo (DOS, Windows o anche Linux) mentre nel secondo caso una sola macchina con un solo sistema operativo è utilizzata da più utenti. Un altro concetto molto importante è quello di sistema aperto, o open system. Un sistema aperto è un sistema che fa riferimento ad un insieme di funzionalità, tecnologie e convenzioni standard riconosciute e svincolate dalle realizzazioni dei fornitori di hardware e software. I sistemi aperti, conformandosi agli standard internazionali, consentono la interoperabilità e la portabilità di applicazioni e dati con/da sistemi di fornitori diversi. Unix e Linux sono esempi significativi di sistemi aperti. Il concetto di sistema aperto si contrappone a quello di "sistema proprietario" dove un unico fornitore è in grado di vendere il prodotto o comunque ne determina autonomamente lo sviluppo. L evoluzione dei PC ha comportato anche l evoluzione dei sistemi operativi utilizzati da questi microcomputer. Agli inizi si utilizzava il sistema operativo MS-DOS di Microsoft; gradatamente si è passati al sistema operativo Windows, che ha subito una sua ben precisa evoluzione, dal primo Windows 3.x, a Windows 95, Windows 98, Windows NT, Windows 2000 e oggi Windows XP. Evoluzione analoga hanno subito i sistemi operativi dedicati ai microcomputer Apple: MAC OS X è l'ultimo nato di questa famiglia. Una delle principali novità, introdotta proprio dai sistemi operativi di Apple e da Windows, è la presenza di una interfaccia utente grafica o GUI (Graphic User Interface). Con una interfaccia grafica, tutti i programmi e le funzioni sono mostrati sullo schermo mediante simboli immediatamente comprensibili (icone). L utente comunica con il computer selezionando e attivando le icone con il mouse. I vantaggi di un tale approccio sono intuitivi, come abbiamo già avuto modo di sottolineare nelle pagine precedenti. L'immediata diffusione di questi sistemi operativi ha comportato lo sviluppo di tutta una serie di applicazioni disegnate nella medesima filosofia, per offrire all utilizzatore un ambiente dove operare in modo uniforme e, quindi, di facile apprendimento. GRAPHIC USER INTERFACE (GUI) Il computer diventa ogni giorno di più, l'intermediario universale nella comunicazione tra l'uomo e il suo ambiente di lavoro, di studio, di socializzazione. Diventa, in questo contesto, fondamentale presentare le informazioni in modo ottimale, minimizzare gli sforzi mnemonici, facilitare il controllo di situazione complesse, guidare l'utente nella esecuzione di compiti e nella risoluzione di problemi. Occorre che sia la macchina ad adattarsi al modo proprio di comunicare dell'utente e non viceversa. Un'efficace riposta a questo problema è stata data con l'introduzione delle interfacce grafiche e con l'utilizzo delle immagini, le cosiddette icone. Lo schermo non deve essere letto, ma soltanto "guardato" e le scelte si fanno attraverso il "dito elettronico", il puntatore del mouse. Il concetto di icona si integra con quello di finestra (window). Le finestre si possono dimensionare, spostare, sovrapporre a piacere. Lo schermo diventa il "piano della scrivania" virtuale su cui si possono appoggiare, spostare, togliere documenti e oggetti vari, tutti rappresentati da icone. Questo modalità di interazione tra uomo e computer è efficacemente descritta dalla frase, in lingua inglese "What You See Is What You Get", quello che vedi è ciò che ottieni, ossia non più nomi da ricordare e da digitare sulla tastiera, ma molto più semplicemente oggetti da indicare per ottenere quello che serve. 2 Copyright 2004 di Talento Tutti i diritti riservati

3 UN ESEMPIO DI INTERFACCIA GRAFICA ORGANIZZAZIONE DEI DATI Abbiamo visto precedentemente come attraverso raggruppamenti di bit (i byte) è possibile rappresentare caratteri (vedi ad esempio il codice ASCII) e quindi, in generale "informazioni". Gli insiemi di dati (o informazioni) memorizzati nelle memorie di massa di un elaboratore prendono il nome di archivio o file. L'elemento "base" di un archivio viene chiamato "record" che è, a sua volta, costituito da più dati elementari, detti "campo". Uno o più dei campi di un record possono svolgere il ruolo di "chiave", possono cioè essere utilizzati per l'accesso immediato al record, all'interno dell'archivio. I file possono avere vari tipi di organizzazione (sequenziale, con indici, ecc..) e possono quindi contenere tutti i dati necessari al corretto svolgimento delle operazioni automatizzate svolte dal computer. Con il crescere delle organizzazioni, e dell'automazione all'interno delle stesse, ci si è trovati molto presto (anni '60) di fronte al problema della molteplicità dei file, con ridondanza di dati (cioè di dati totalmente o parzialmente ripetuti). Ovviamente la ridondanza dei dati comporta la necessità di aggiornamenti multipli, con possibilità di errori. Sono nati (1971), per risolvere il problema decritto, gli archivi integrati di dati, chiamati anche banca dati o database. FILE SYSTEM Si identificano con questo termine l architettura e le funzionalità messe a disposizione dal sistema operativo per poter gestire l'archiviazione dei dati. Il File System opera sulle memorie secondarie, siano esse disco fisso, floppy disk o Cd-Rom. Quest ultimo, infatti, pur essendo un unità di sola lettura, vede i dati memorizzati compatibilmente con l architettura del File System del sistema operativo in cui possono essere letti e quindi utilizzati (recentemente sono divenuti disponibili anche Cd-Rom riscrivibili, che sono pertanto assimilabili, dal punto di vista funzionale, ai floppy disk, circa 500 volte più capienti). Ogni sistema operativo possiede un proprio File System, ma l architettura ad albero, che caratterizza anche Windows XP, è una delle più diffuse. Pensando ad un albero vero e proprio e focalizzando la nostra attenzione sulle foglie, ci si rende conto che ciascuna di esse è raggiungibile mediante un cammino univoco dalle radici, su per il tronco e attraverso i rami. La radice, o origine di questo archivio, è l unità disco stessa, la quale dispone di una via d accesso ben precisa all interno del personal computer. La diversa natura e finalità delle informazioni che si Copyright 2004 di Talento Tutti i diritti riservati 3

4 ECDL Concetti di base dell ICT vogliono memorizzare possono essere esplicitate mediante dei classificatori, identificati con il nome di directory o con il più recente nome di cartelle. Queste possono contenere altre directory o cartelle, ottenendo così delle sottoclassificazioni. L informazione vera e propria costituisce la foglia o l elemento terminale di questa gerarchia e assume il nome di file. UN ESEMPIO DI STRUTTURA GERARCHICA AD ALBERO Per meglio comprendere questo concetto, si può pensare a un disco come ad uno schedario, dove ogni cassetto è una cartella, dove ogni separatore all interno di un cassetto è una sottocartella e dove il documento archiviato è il file. IL FILE SYSTEM IN WINDOWS XP TIPI DI FILE Ciascun file è identificato da un nome, dato dall utilizzatore o assegnato da chi ha progettato il sistema operativo o l applicazione. Possiamo pertanto a distinguere i file in due categorie: i file di sistema e i file utente. 4 Copyright 2004 di Talento Tutti i diritti riservati

5 I primi sono tutti quei file che costituiscono il sistema operativo o un applicazione installata. Sono utilizzati implicitamente dall utente, il quale non li deve modificare in alcun modo, se non in forma indiretta, attraverso le funzionalità del sistema operativo e delle applicazioni. I dati introdotti e elaborati vanno a costituire i file utente, la cui natura e struttura dipendono dal programma utilizzato per collezionarli e manipolarli. Meccanismi propri del sistema operativo consentono di: assegnare il file all applicazione che è in grado di gestirlo elencare i file presenti in una qualsiasi memoria secondaria del computer spostare e copiare i file tra le memorie secondarie installate che lo consentano applicare meccanismi di protezione per evitare manipolazioni indesiderate del file cancellare file non più necessari creare delle particolari copie di sicurezza, dette backup, che hanno la caratteristica di essere meno voluminose dei dati originali ed in grado di essere utilizzate per ripristinare danni o perdite, mediante operazioni specifiche dette di restore. SOFTWARE APPLICATIVO Rientrano in questa categoria applicazioni d interesse generale, come un elaboratore di testi o un foglio elettronico, o più settoriali, come la gestione del magazzino, della contabilità, delle paghe, e così via. Quando si acquista un software applicativo ci si deve preoccupare di disporre di tutti i requisiti hardware e software di base richiesti. Fra i requisiti di tipo hardware indichiamo la capacità minima di memoria principale necessaria per l esecuzione dell applicazione, lo spazio sul disco fisso che l installazione andrà ad occupare, oltre alla eventuale necessaria presenza di particolari apparati addizionali. Per quanto concerne i requisiti software fondamentale importanza riveste la compatibilità dell'applicazione con il sistema operativo, sia in termini di tipo di sistema operativo (Windows piuttosto che Mac Os oppure Linux o Unix) sia in termini di release dello stesso. Si dovrà inoltre tener conto della eventuale necessità della presenza di altri software, ad esempio di gestione dati (Oracle piuttosto che SQL Server oppure Access), di comunicazione oppure di altri software di tipo applicativo, che interagiscono con il software che vogliamo installare. ALCUNE APPLICAZIONI DELLA SUITE OFFICE DI MICROSOFT Copyright 2004 di Talento Tutti i diritti riservati 5

6 ECDL Concetti di base dell ICT LE APPLICAZIONI PIÙ COMUNI: L'ELABORAZIONE TESTI Le applicazioni per l'elaborazione testi, detti anche di videoscrittura sono fra le più comuni; esse permettono di creare, modificare, salvare, stampare documenti come lettere, manuali, brochure. Questi programmi sono molto potenti e sofisticati e permettono di produrre rapidamente documenti professionali e di qualità. IL PROGRAMMA MS WORD: PARTICOLARE DEL MENU DI FORMATTAZIONE I programmi per l'elaborazione dei testi contengono strumenti per copiare e spostare caratteri, parole o intere frasi in modo molto semplice. E' possibile, ad esempio, applicare un formato ad un documento definendone l'aspetto e scegliendo tipo e dimensione del carattere, impostare la disposizione della pagina definendo margini, interlinea, intestazione, piè di pagina, note. Molti programmi di videoscrittura contengono anche funzioni come l'importazione di immagini, la creazione di tabelle, l'impaginazione a colonne multiple; inoltre sono in grado di effettuare il controllo ortografico e dispongono di un dizionario integrato. LE APPLICAZIONI PIÙ COMUNI: IL FOGLIO ELETTRONICO Un applicazione molto utile per l'elaborazione di dati numerici è il foglio di calcolo elettronico (spreadsheet), in cui i dati sono organizzati per righe e per colonne. Con il foglio di calcolo è possibile produrre rapporti finanziari, bilanci, analisi dei costi, gestire la contabilità, ecc Questi programmi dispongono di molte funzioni di calcolo sia scientifiche sia finanziarie, dalle più semplici come SOMMA e MEDIA ad altre più complesse. E' possibile inserire facilmente formule nel foglio di calcolo utilizzando queste funzioni. Il punto di forza di uno spreadsheet è la sua capacità di calcolo: la funzionalità di ricalcolo automatico fa sì che, al mutare di un valore numerico, tutte le formule coinvolte dal cambiamento vengono ricalcolate e producono i nuovi risultati. Questo consente, ad esempio, di ipotizzare velocemente diversi scenari (analisi "what if"). Un'altra funzionalità molto utile è la creazione di grafici partendo dai dati numerici del foglio di calcolo. La rappresentazione dei dati in forma grafica risulta, talvolta, molto più chiara ed efficace, specialmente se le informazioni devono essere presentate ad altri. 6 Copyright 2004 di Talento Tutti i diritti riservati

7 IL PROGRAMMA MS EXCEL: PARTICOLARE DELLA FORMULA SOMMA LE APPLICAZIONI PIÙ COMUNI: IL DATABASE Molto diffuse sono anche le applicazione per la creazione e la gestione di database (o banche dati). Un database è un insieme di dati tra loro correlati il cui scopo principale è memorizzare grandi quantità di informazioni in modo non ridondante e consentirne la consultazione secondo criteri diversi in funzione di varie esigenze. Esempi di database sono gli elenchi telefonici o quelli contenenti i dati dei dipendenti di un'azienda. I dati sono memorizzati nel database in modo strutturato. Prendiamo come esempio l'elenco telefonico: ogni nominativo in esso contenuto costituisce un record del database; tutti i dati correlati a quel nominativo e cioè, ad esempio, indirizzo e numero telefonico, sono i campi del record. I database quindi permettono di classificare e organizzare dati, modificarli, visualizzarli e stamparli in base a diversi criteri di selezione (query). IL PROGRAMMA MS ACCESS: PARTICOLARE CON EVIDENZIAZIONE DI RECORD E CAMPO Copyright 2004 di Talento Tutti i diritti riservati 7

8 ECDL Concetti di base dell ICT LO SVILUPPO DEL SOFTWARE Gli esempi che abbiamo visto nei paragrafi precedenti rappresentano le più comuni applicazioni che riguardano essenzialmente l'automazione del lavoro d'ufficio (office automation) e che sono le più note agli utilizzatori di personal computer. Non meno rilevanti sono le applicazioni cosiddette "d'impresa", che automatizzano i principali processi di un'organizzazione: contabilità, produzione, magazzino, vendite, ad esempio, nel caso di un'industria, oppure sportello (versamenti e prelevamenti), titoli, estero, nel caso di una banca, o anche polizza RCA, fondi pensione, nel caso di un'assicurazione, accettazione e prenotazione visite per un ospedale, e così via. Queste applicazioni d'impresa, che riguardano in modo specifico i processi aziendali, possono essere realizzate utilizzando e personalizzando "prodotti" e "pacchetti", progettati da società che sviluppano software, che affrontano e risolvono temi comuni a tutte le organizzazioni di un determinato settore (citiamo, a solo titolo di esempio: SAP, Siebel, Oracle, Baan, ecc.) oppure sviluppando applicazioni che risolvono in modo specifico le necessità di una singola impresa (dette anche applicazioni "custom"). In ogni caso, tutte le applicazioni (ed anche i sistemi operativi) sono sviluppate utilizzando metodi e tecniche tipiche dello "sviluppo software". Possiamo affermare con una certa tranquillità che ogni sviluppo software viene realizzato attraverso l'implementazione di alcune macro-fasi tipiche: l'analisi, la programmazione, l'implementazione e il testing. Durante la fase di analisi vengono essenzialmente identificate le attività e i compiti svolti nell'azienda per conseguire i risultati attesi, vengono individuate le correlazioni fra i dati (in ingresso e in uscita) e i processi aziendali, viene disegnato il modello del sistema informativo aziendale, vengono definite tutte le specifiche tecniche per la fase successiva di programmazione. La fase di programmazione coincide con la realizzazione effettiva dei programmi, utilizzando l'ambiente di sviluppo software o il linguaggio di programmazione (vedi nel seguito) scelto. Si realizzano, in questa fase, tutte le procedure descritte nella fase di analisi, che utilizzeranno i dati di input e produrranno i dati di output previsti. Con la fase di implementazione il nuovo sistema informativo viene reso disponibile all'utenza (installazione dell'hardware e del software, caricamento dei dati, predisposizione di tutte le attività di gestione e amministrazione). Ovviamente, prima di una messa in funzione "effettiva" del nuovo sistema informativo viene sempre prevista una fase di test, durante la quale normalmente un gruppo di utenti "pilota" prova le funzionalità del sistema, utilizzando un campione significativo dei dati. I risultati della fase di test sono utilizzati per risolvere (tornando alle fasi precedenti di programmazione e implementazione, ma talvolta anche alla fase di analisi) tutte le problematiche emerse. Gli ambienti di sviluppo e i linguaggi di programmazione disponibili per l'attività di sviluppo del software sono numerosi, ciascuno orientato ad una specifica realtà: alcuni sono molto potenti nei calcoli matematici, altri nelle ricerche in archivi e banche dati, altri possono essere utilizzati anche da chi non è propriamente una specialista informatico. Con il solo obiettivo di fornire una panoramica e una breve descrizione del tipo di strumento e del contesto di utilizzo, si elencano nel seguito alcuni dei linguaggi di programmazione più utilizzati, oggi, ma anche nel passato. Per i pochi citati, molti altri esistono che rivestono sicuramente grande importanza, magari in contesti specifici e particolari, tanto che sarebbe impresa impossibile citarli tutti; l'elenco seguente costituisce una piccola, ma significativa selezione. BASIC (Beginner All purpose Symbolic Instruction Code) Sviluppato a metà degli anni '60 è un linguaggio semplice, non strutturato, spesso utilizzato come strumento di base nei corsi di programmazione. FORTRAN (FORmula TRANslating system) Linguaggio sviluppato a metà degli anni '50 per eseguire velocemente calcoli matematici; è ancora largamente utilizzato per programmi scientifici e tecnici (ad esempio, sistemi CAD/CAM). 8 Copyright 2004 di Talento Tutti i diritti riservati

9 COBOL (Common Business-Oriented Language) Linguaggio sviluppato nei primi anni '60; articolato e strutturato ha costituito per decenni lo strumento più utilizzato per lo sviluppo di programmi (oggi ancora in uso), soprattutto in ambiente mainframe. C Sviluppato nei primi anni '70 per il sistema operativo UNIX, è stato scelto, alla fine degli anni '80, per lo sviluppo di applicazioni commerciali. C++ Sviluppato nei primi anni '80 è un'estensione object-oriented del linguaggio C; all'inizio degli anni '90 è il linguaggio object-oriented più diffuso. VISUAL BASIC Creato da Microsoft come nuova ed estesa versione del Basic, permette di sviluppare facilmente applicazioni grafiche per la piattaforma Windows. SQL (Structured Query Language) SQL è lo strumento principale per lavorare con i database. Con questo linguaggio è possibile definire la struttura del database (sezione DDL - Data Definition Language di SQL), gestire e controllare gli accessi (sezione DCL - Data Control Language di SQL), manipolare i dati (sezione DML - Data Manipulation Language di SQL). HTML (HyperText Markup Language) E' un linguaggio che consente di descrivere il contenuto e la formattazione di una pagina Web. I documenti HTML vengono letti dal browser, consentendo così di essere visualizzati su diversi tipi di computer e sistemi operativi. HTML è diventato uno standard "de facto" per pubblicare documenti ipertestuali. JAVASCRIPT Sviluppato da Netscape è generalmente utilizzato per aggiungere capacità di elaborazione alle pagine Web. VBSCRIP Linguaggio basato su Visual Basic e sviluppato da Microsoft. Rappresenta l'alternativa a JavaScript. JAVA Sviluppato a metà degli anni '90 da Sun Microsystems è simile a C++, ma meno complesso. E' compatibile con diverse piattaforme e utile per creare siti Web interattivi. XML (extensible Markup Language) Derivazione del più complesso SGML e più potente del semplice HTML, l'xml rappresenta oggi, insieme a XSL (exstensible Markup Language) e XLL (exstensible Linking Language), lo strumento più efficace per "scambiare informazioni sul Web Copyright 2004 di Talento Tutti i diritti riservati 9