Lezione 6 Prof. Angela Bonifati

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1 Lezione 6 Prof. Angela Bonifati Applicazioni di sistemi distribuiti Applicazioni su Internet Cenni di Database Applicazioni di SD

2 Applicazioni come sistemi distribuiti I sottosistemi di cui un applicazione è costituita possono risiedere (ed essere in esecuzione) su calcolatori diversi connessi in rete: si parla in tal caso di applicazioni distribuite L architettura più diffusa per la realizzazione di applicazioni distribuite è chiamata client-server: l utente tramite il programma client produce una richiesta da inviare al server e ottiene da esso la relativa risposta il programma server, in esecuzione su un calcolatore raggiungibile sulla rete, ricevendo una richiesta dalla rete, la elabora e produce una risposta, che reinvia sulla rete client richiesta risposta server 05/11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 3 Architettura client-server: un esempio Un sommatore distribuito : interagendo con il client l utente specifica due numeri il client attiva la richiesta al server, passandogli i due numeri come parametri il server riceve la richiesta e attiva il suo sottoprogramma sommatore, passandogli i due parametri ricevuti il sottoprogramma sommatore produce il risultato e lo rende disponibile il server invia tale risultato come risposta al client il client riceve la risposta e ne visualizza il contenuto per l utente client richiesta risposta server 05/11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 4

3 Web come esempio di sistema distribuito World Wide Web è realizzato come sistema distribuito client-server, in cui il client è un browser e il server è un server web: l utente si connette a Internet e mette in esecuzione il browser; quindi scrive nella barra dell indirizzo: e preme Invio il browser genera automaticamente un testo del tipo: GET /CoseInteressanti/BelloQuesto.txt HTTP/1.1 User-Agent: Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 5.5; Windows NT 5.0) Accept: */* e lo invia al server come richiesta ricevendo la richiesta, il server web cerca il file richiesto (/CoseInteressanti/BelloQuesto.txt) e, trovatolo, produce un messaggio del tipo: HTTP/ OK Server: Microsoft-IIS/5.0 content-type: text/plain content-length: 14 Saluti a tutti che invia come risposta al browser da cui aveva ricevuto la richiesta il browser visualizza il contenuto del file, accodato all intestazione della risposta 05/11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 5 HTTP come esempio di protocollo applicativo Nella comunicazione tra client e server non è sufficiente che richiesta e risposta giungano correttamente al destinatario: occorre che i due programmi comunicanti siano in grado di comprendere le rispettive comunicazioni, cioè parlino la stessa lingua : devono perciò condividere uno stesso protocollo applicativo Nel caso di web il protocollo applicativo, che specifica il formato dell intestazione sia della richiesta del browser sia della risposta del server web, è HyperText Transfer Protocol (HTTP) Per esempio la risposta: HTTP/ OK Server: Microsoft-IIS/5.0 content-type: text/plain content-length: 14 Saluti a tutti Intestazione HTTP, con informazioni sul server web che ha prodotto la risposta e sul file restituito Linea bianca: separatore tra intestazione e corpo del messaggio Corpo del messaggio: contenuto del file restituito 05/11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 6

4 Il problema dell identificazione delle risorse Per poter accedere ai servizi applicativi messi a disposizione dai server sulla rete e creare quindi un applicazione distribuita, è necessario che ognuno di tali servizi risulti univocamente identificabile da parte dei client Nel caso di Internet si è standardizzato uno schema uniforme di identificazione applicativa, che consente di assegnare un metodo di accesso e un indirizzo, chiamati congiuntamente Uniform Resource Locator (URL), a ogni risorsa presente sulla rete In generale, un URL ha la forma: protocollo://host:portatcp/risorsa Per esempio: protocollo applicativo adottato indirizzo del server web a cui è inviata la richiesta porta TCP su cui è in esecuzione il server web nome completo del file richiesto 05/11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 7 Applicazioni su Internet

5 Elaborazione su Internet Cosa serve? un computer una connessione TCP/IP collegamento a Internet mediante router oppure: linea telefonica + modem + provider programmi client 05/11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 9 Modem /1 Connessione di calcolatori attraverso la rete telefonica (analogica). Velocità crescenti dal 1980 in poi V.22bis, V.32 & V.32bis furono i primi standard per velocità di 2.4, 9.6 e 14.4Kbit/s. V.34 (1994) supporta 28.8Kbit/s e corrisponde al minimo livello attualmente accettato V.34+ (1996) arriva a 33.6Kbit/s V.90 arriva a 56Kbit/s downstream e a 33.6Kbit/s upstream. downstream indica dal digitale all analogico upstream indica dall analogico al digitale 05/11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 10

6 Modem /2 La linea telefonica trasmette bene segnali tra 1000 e 2000 Hz si usano come portanti (carrier). Modulazione del carrier per portare un segnale digitale Modulazione di ampiezza usa due voltaggi diversi per 0 e 1; Modulazione di frequenza (frequency shift keying) tensione costante, ma cambia la frequenza Modulazione di fase ampiezza e frequenza costanti, cambia la fase. Il numero di possibili cambiamenti di segnale al secondo si chiama baud. È possibile associare 2 o più bit a ogni segnale, allora il bit rate è maggiore del baud rate. 05/11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 11 I provider Internet Service Provider (ISP) organizzazioni, pubbliche o private, che affittano all'utenza privata accessi ad Internet Un provider dispone di uno o più host collegati ad Internet con linee dedicate, attive 24 ore su 24 gli host possono fornire temporaneamente accesso ai servizi di rete a decine o centinaia di computer mediante modem e linee telefoniche 05/11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 12

7 Programmi client Sono quei programmi che consentono di usufruire dei servizi della rete. Esempi: mailer (Eudora, Netscape Comunicator, Outlook, ) browsers (Netscape, Microsoft Explorer, ) plug-in (Adobe Acrobat Reader, Real Player, ) telnet ftp 05/11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 13 Architettura client-server Il client è un programma dotato di interfaccia utente, che consente di richiedere dati ed elaborazioni al server Il server mantiene dati e programmi e si occupa di effettuare elaborazioni e trasmissioni su richiesta Il dialogo client-server è regolato da protocolli del livello delle applicazioni, tra cui: Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) per la posta; File Transfer Protocol (FTP) per i file; Hyper-Text Transfer Protocol (HTTP) per il Web. 05/11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 14

8 Client-Server: schema 05/11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 15 World Wide Web (WWW) Architettura software per gestire dati distribuiti geograficamente basata sulla nozione di ipertesto Pagine web: ipertesti che possono contenere testo, immagini, suoni, programmi eseguibili un utente legge le pagine, se seleziona un link la pagina viene sostituita con quella richiesta (scaricata dal sito remoto) Si appoggia a TCP/IP e quindi è compatibile con ogni tipo di macchina collegata ad Internet 05/11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 16

9 Struttura del Web Architettura Client-server Client (detto browser) permette la navigazione nel web trasmette le richieste di pagine/dati remoti, riceve le informazioni e le visualizza sul client A volte utilizza programmi esterni (plug-in) per gestire i dati ricevuti Il Server è un processo sempre attivo che aspetta e serve le richieste dei client restituisce la pagina richiesta oppure un messaggio di errore 05/11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 17 Web: Client-Server Richiesta SERVER Explorer CNN.COM Last News Pagina INTERNET CNN 05/11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 18

10 Domini Domini=suddivisione logica di Internet per facilitare la gestione dei nomi delle risorse Internet è suddivisa in una moltitudine di domini radice Domini nazionali: uk it de Domini generici: com edu Un dominio radice include una collezione di host e può essere suddiviso a sua volta in sottodomini e così via Sottodominio del DISI: disi.unige.it 05/11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 19 Spazio dei nomi dei domini com gov org it... jp yahoo unige unipi ac co microsoft disi dist di research 05/11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 20

11 Name Server Lo spazio dei nomi è diviso in zone gestiti da un server principale e server secondari che mantengono la lista degli host inclusi nel dominio (database dei nomi) Se un server non trova un nome nel suo database manda una richiesta al server del dominio antenato o successore e così via (interrogazioni ricorsive) Si usa una memoria cache per mantenere gli indirizzi recuperati tramite altri server 05/11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 21 Domain Name Server Lo spazio dei nomi è memorizzato quindi sotto forma di database distribuito Ogni rete locale ha un proprio server DNS che mappa nomi logici (indirizzi DNS) in indirizzi fisici (indirizzi IP) N.B.: Indirizzi IP = codice numerico (binario) utilizzato dal protocollo di invio dati del modello TCP/IP Es /11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 22

12 URL: indirizzi nel Web URL (Uniform Resource Location) è uno standard per il formato degli indirizzi delle risorse sul Web Specifica: Come si vuole accedere alla risorsa (metodo) Dove si trova la risorsa (indirizzo server) Nome della risorsa (nome) Formato: Metodo://host/nome 05/11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 23 Metodo http: protocollo gestione ipertesti ftp: trasferimento file news: gruppi di discussione telnet: accedere a macchine remote file: accedere a documenti locali 05/11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 24

13 Nome Nome (mnemonico) di dominio del server DNS al quale si vuole chiedere la risorsa Esempio: Server Web DISI: Server FTP DISI: ftp.disi.unige.it 05/11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 25 Nome risorsa Path name (cammino) che porta al file contente la risorsa (es pagina, foto, ecc) nello spazio di dati gestito dal server del sito contattato Esempio: Solitamente ogni sito ha una pagina di ingresso denominata index.html I seguenti url sono equivalenti /11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 26

14 Problemi di sicurezza La parte di File System del server accessibile al client è controllata dal server (i nomi delle risorse sono relativi a tale parte di file system!) Il client può scaricare dalla rete programmi (es Java) che vengono poi automaticamente eseguiti dal browser (ad es animazioni); tali programmi hanno permessi molto limitata per evitare intrusioni nel sistema del client 05/11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 27 Pagine Web Web basato su un linguaggio ipertestuale che associa indirizzi URL a parti di documento chiamati link Selezionando un link (ad es. con il mouse) si scarica una pagina dal server DNS identificato dal corrispondente URL Le applicazioni che gestiscono pagine web vengono dette browser Netscape Explorer 05/11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 28

15 Come fornire servizi sul web? Dobbiamo avere a disposizione spazio su disco di un server di un sottodominio e quindi ottenere un indirizzo URL per le nostre risorse Dobbiamo creare delle pagine web che i clienti possano leggere con i loro browser collegandosi al nostro indirizzo URL Tramite le pagine spieghiamo quali risorse mettiamo a disposizione 05/11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 29 Linguaggio per Pagine Web Si utilizza il linguaggio HTML (HyperText Markup Language) che utilizza annotazioni per descrivere come verrà visualizzato il documento sul browser di un cliente Es: La prossima parola è in neretto Il browser interpreta le annotazioni traducendole in effetti grafici Es: La prossima parola è in neretto Alcuni tool forniscono direttamente l effetto desiderato senza dover usare HTML 05/11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 30

16 Alcuni esempi Pagina web racchiusa nel comando <HTML>...</HTML> Intestazione: <HEAD>...</HEAD> Corpo pagina: <BODY>...</BODY> : inizia un paragrafo : fine linea ...: testo in bold ...: testo in italico 05/11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 31 Altri tag Link <A HREF= indirizzo URL >...</A> Immagine <IMG SRC= nome_immagine > Linea di separazione: <hr> Caratteri accentati: &caratteregrave (es &agrave=à) &carattereacute (es &eacute=é) 05/11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 32

17 Sorgente pagina web <HTML> <BODY> marco Rossi PhD Student Universit&agrave di Genova <IMG SRC= marco.gif ><hr> Per scaricare la mia tesi premi qui sotto <a href= ftp://ftp.disi.unige.it/rossim/tesi.ps > tesi</a> </BODY> </HTML> 05/11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 33 Pagina visualizzata su browser Marco Rossi PhD Student Università di Genova Per scaricare la mia tesi premi qui sotto TESI 05/11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 34

18 Ipertesto 05/11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 35 Form e interazione con cliente Si possono creare pagine che permettono all utente di immettere dati attraverso FORM (moduli da compilare) I dati vengono gestiti poi da programmi residenti sul server Ad esempio servono per E-commerce o per consultare cataloghi (biblioteche virtuali) 05/11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 36

19 Motori di ricerca Raccolgono indirizzi URL di migliaia di siti e forniscono un catalogo che l utente può consultare navigando nelle pagine fornite dal motore di ricerca Permettono all utente di immettere parole chiavi tramite FORM per cercare informazioni, siti, pagine di persone, ecc Esistono anche motori di ricerca che utilizzano altri motori di ricerca Esempi: Google Yahoo Altavista Lycos Virgilio 05/11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 37 Posta elettronica Servizio per trasmettere dati (messaggi) tra vari utenti Sistemi di posta elettronica supportano: Composizione di messaggi Trasferimento al destinatario Visualizzazione e cancellazione Caselle di posta (Mailbox) per memorizzare i messaggi in arrivo Mailing list (lista di indirizzi) 05/11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 38

20 Invio di messaggi Occorre fornire un messaggio, e l indirizzo del destinatario L indirizzo ha la seguente forma Mailbox@locazione e viene gestito dal DNS server del nostro dominio Es. giorgio@disi.unige.it 05/11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 39 Formato dei messaggi To: (destinatario) Cc: (in copia a) Bcc: (copia trasparente) From: mittente Sender: indirizzo del mittente Testo del messaggio Attachment MIME foto, suoni, ecc) 05/11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 40

21 Applicazioni per posta Esistono molte applicazioni che permettono di leggere la posta e mantenere mailbox Explorer Outlook Netscape Eudora 05/11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 41 Mailing list (liste di discussione) strumenti di discussione attraverso mail elettronica esistono mailing list su svariati argomenti e in tutte le lingue sulle M.L. avvengono discussioni, si fanno annunci, si distribuiscono bollettini elettronici una mailing list e un indirizzo di mail che redistribuisce il messaggio ad una lista di indirizzi (gli iscritti alla mailing list) es: mail mathlist@dm.unibo.it 05/11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 42

22 Mailing list Iscrizione e rimozione mail majordomo@somewhere.com subject: subscribe nomelista body: subscribe nomelista mail majordomo@somewhere.com subject: unsubscribe nomelista body: unsubscribe nomelista Vantaggi e svantaggi solo chi e veramente interessato usa una mailing list utenti scorretti possono essere rimossi puo essere difficile da trovare aumento del numero di mail ricevute 05/11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 43 Newsgroups (conferenze in rete) A differenza dei messaggi postali, quelli inviati a una conferenza non hanno un vero e proprio destinatario sono semplicemente 'affissi' su una bacheca virtuale. Chi passa di lì, ed è interessato all'argomento, può leggerli, commentarli, rispondere. Possono essere moderate: qualcuno controlla i messaggi prima di pubblicarli nella bacheca libere Per accedere occorre un programma newsreader 05/11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 44

23 Newsgroups: funzionamento Gestione completamente distribuita Molti News-servers sparsi per il mondo: Ogni News-server riceve i messaggi dei suoi utenti e li invia agli altri news-servers Alcuni gruppi vengono oscurati Alcuni gruppi sono moderati I messaggi durano un tempo limitato 05/11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 45 Newsgroups: accesso Tramite un Provider: Il provider dovrebbe essere obbligato a mostrare i gruppi richiesti dall utente. Tramite un News-Server gratuito Tramite accesso diretto ad un News-Server usando il browser Netscape (Collabra Discussion Groups) 05/11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 46

24 Newsgroups: gerarchie I newsgroups sono organizzati in gerarchie ad albero per argomenti e sotto-argomenti La forma generale del nome di un newsgroup e del tipo: categoria.argomento.sotto-argomento alt (gli argomenti piu disparati) es: alt.music.pink-floyd alt.astrology alt.fan.simpsons 05/11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 47 Newsgroups: gruppi regionali Normalmente riproducono Newsgroups di lingua inglese in una lingua locale Trattano argomenti significativi solo per una certa area es: ricerche/offerte di lavoro, politiche/culture locali,... Possono essere a livello di singola nazione o anche di singola città Categorie: it. - es. - uk. - fr /11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 48

25 Cenni su DB L organizzazione funzionale di un applicazione informatica IU LA GD sottosistema di interfaccia con l utente (user interface, o anche presentation layer), incaricato di controllare i comandi e i dati che l utente fornisce come input al sistema e di presentare come output i risultati dell esecuzione del programma sottosistema di logica applicativa (business logic layer), che implementa gli specifici algoritmi di manipolazione dei dati che caratterizzano l applicazione sottosistema di gestione dei dati (data layer), che si occupa dell organizzazione dei dati, e in particolare della loro memorizzazione e del loro reperimento efficiente 05/11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 50

26 Il sottosistema GD Il ruolo dei DBMS Una tecnologia consolidata per la gestione dei dati persistenti (cioè che devono essere mantenuti in modo permanente, e non solo durante l esecuzione del programma): sistemi di gestione di basi di dati (DBMS, data base management system) In particolare i DBMS basati sul modello relazionale forniscono un interfaccia comune per la definizione della struttura del DB, l amministrazione del DB stesso e l accesso ai dati, ottenuta con l impiego del linguaggio SQL Grazie a SQL: i dati mantenuti in un DBMS possono essere manipolati da programmi molteplici (accessibilità) i dati possono essere trasferiti tra DBMS diversi e rimanere identicamente accessibili (indipendenza dal DBMS) 05/11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 51 Tabella Rappresentazione sotto forma di tabella dell array di record definito e utilizzato nei frammenti di codice riportato nella slide precedente. Il numero riportato alla sinistra di ogni riga rappresenta l indice dell array (in questo caso a partire da 0 e quindi in accordo alla sintassi C) ed è utilizzato per accedere al contenuto del corrispondente record. PRODOTTI Nome Fatturato 0 HT HT NS NS NS NS HT HT RX RX /11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 52

27 STUDENTI Matr Cognome Nome Nato_il Nato_a 3571 Banfi Alessandro 19/02/1982 Milano 999 Bosio Umberto 27/01/1983 Aosta 2805 Castelnuovo Andrea 06/05/1982 Torino 3719 Colpi Marco 15/01/1983 Genova 773 Izzo Stefania 08/10/1982 Firenze 3672 Librandi Silvia 12/03/1983 Bologna 1539 Longoni Mauro 05/02/1983 Venezia 3500 Matta Vera 26/04/1982 Roma 1886 Merlo Andrea 05/05/1983 Trento 1427 Morelli Riccardo 14/04/1982 Trieste 2608 Ornaghi Gabriele 09/09/1982 Perugia 3711 Panico Andrea 29/05/1982 Pescara 1940 Poretti Stefania 20/02/1982 Ancona 1814 Quaglia Andrea 13/08/1982 Napoli 1662 Salmoiraghi Veronica 19/09/1982 Cagliari 2744 Sterlocchi Elena 29/06/1982 Palermo 3024 Tarantola Marcello 17/06/1982 Reggio Calabria 3527 Valentini Samuele 10/07/1982 Bari 3615 Venturi Anita 28/07/1982 Potenza 681 Zaccaretti Carolina 23/02/1983 Campobasso Il modello relazionale ISCRITTI Matr Codice 2805 IG BA IG IG IG IG ICT3 681 ICT IG ICT BA IG BA IG IG ICT IG ICT BA IG IG09 CORSI Codice Titolo Settore Tipo Crediti BA01 Analisi Matematica I MAT/05 Base 7.5 BA02 Analisi Matematica II MAT/05 Base 7.5 BA03 Elettromagnetismo FIS/01 Base 5 BA04 Fond. Meccanica Teorica e Applicata ING-IND/13 Affine 5 ICT1 Fond. Informatica I (laboratorio) ING-INF/05 Affine 4 IG01 Elettrotecnica ING-IND/31 Affine 5 IG02 Fisica Tecnica ING-IND/10 Affine 5 ICT2 Fond. Informatica II ING-INF/05 Base 6 IG03 Fond. Automatica ING-INF/04 Caratt. 5 IG04 Economia Organizzazione Aziendale ING-IND/35 Caratt. 10 IG05 Gestione Produzione Industriale ING-IND/17 Caratt. 10 BA09 Ricerca Operativa MAT/09 Base 5 ICT3 Produzione Assistita Calcolatore ING-IND/16 Caratt. 5 IG09 Sistemi di Controllo di Gestione ING-IND/35 Caratt. 5 IG10 Logistica Industriale ING-IND/17 Caratt. 5 IG11 Gestione Aziendale ING-IND/35 Caratt. 5 IG12 Gestione della Qualità ING-IND/17 Caratt. 5 Studenti (Matr, Cognome, Nome, Nato_il, Nato_a); Corsi (Codice, Titolo, Settore, Tipo, Crediti); Iscritti (Matr, Codice). 05/11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 53 Linguaggio di accesso a un DBMS Tale linguaggio deve disporre di tre funzionalità di base: Data Definition Language (DDL): definizione della struttura del DB (schemi delle tabelle); Data Manipulation Language (DML): manipolazione dei dati (inserimenti e cancellazioni di record); Query Language (QL): realizzazione di interrogazioni. 05/11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 54

28 Ambiente per lo sviluppo e l utilizzo di un DB relazionale Menu comandi Schema delle relazioni Barra strumenti Elementi del DB (Tabelle, Query, ) Struttura di una query SQL Struttura di una query by example Scheda di un cliente 05/11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 55 Modello concettuale dei dati Matricola STUDENTE 0:N Esami sostenuti 0:M CORSO Codice Anno di corso {1,2,3,4} Iscritto regolarmente {vero, falso} Denominazione 05/11/2003 Introduzione ai sistemi informatici 56