Hardware e software: corpo e anima di un computer. Appunti per la classe 1. a cura del Prof. Ing. Mario Catalano

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1 Hardware e software: corpo e anima di un computer Appunti per la classe 1 a cura del Prof. Ing. Mario Catalano

2 Che differenza c è tra un tostapane e un computer? Il tostapane è in grado di svolgere una sola attività Il computer invece è una macchina in grado di eseguire più attività diverse, a seconda delle sequenze di comandi, assegnati volta per volta. Queste sequenze di comandi, dette ISTRUZIONI, sono scritte in un PROGRAMMA. Il computer è dunque programmabile, il tostapane no.

3 Che cos'è un programma? Un programma è costituito da una serie di istruzioni da dare alla macchina perché essa esegua il compito che le richiediamo.

4 Un esempio di programma: A + B = C. fare un addizione Occorre prima di tutto conoscere quanto valgono A e B Questi valori, per esempio devono essere comunicati da una persona esterna Poi occorre fare il calcolo Quindi memorizzare il risultato C Infine far vedere il risultato alla persona che ha chiesto il calcolo.

5 Mi serve: Quali sono le unità che mi servono per fare un programma? una macchina che mi dà la possibilità di immettere i dati dalla persona al computer (INPUT) Una che mi fa il calcolo (ALU Unità Logica e Aritmetica) Una che memorizza (MEMORIA) Una che mi fa vedere i risultati (OUTPUT) Una che mi tiene l ordine delle operazioni da fare (CU Unità di controllo)

6 Struttura di Von Neumann Queste unità sono ovviamente collegate tra di loro in modo da poter funzionare. Questa architettura è detta di Von Neumann.

7 Tutti i computer sono uguali? I computer esistono oramai sotto molte forme: non c è quasi oggetto tecnologico attuale che non sia computerizzato, cioè non abbia le 5 unità fondamentali di un computer. Cambiano sia le prestazioni (velocità e capacità di elaborazione), sia gli obiettivi (esistono computer generici e altri specializzati ).

8 Come fanno a capirsi gli uomini con i computer? Un programma, perché possa essere eseguito dalla CPU deve essere scritto in linguaggio macchina, cioè in forma binaria. La macchina comprende solo questo linguaggio. In principio i programmi erano fatti in questo modo: con comandi espressi in sequenze di 0 e 1

9 Linguaggio Macchina Il linguaggio macchina è il linguaggio interpretabile direttamente dalla unità di controllo di un calcolatore. I linguaggi macchina si distinguono per: - struttura delle istruzioni - set di istruzioni eseguibili Ogni macchina ha il suo linguaggio macchina. Struttura di una istruzione: si distinguono due parti - la prima (n bit) per il codice operativo (dice che tipo di operazione la macchina deve fare) - la seconda (m bit) per gli operandi (dice su quali dati deve essere fatta l operazione)

10 Linguaggi di programmazione Il linguaggio macchina presentano grossi problemi: 1. Sono troppo lontani dal modo di pensare degli uomini 2. Ogni tipo di macchina ha il suo, diverso dalle altre. I programmi dunque non sono scritti in linguaggio macchina che è molto difficile per l uomo, ma in linguaggi di programmazione che seguono delle regole più vicine al modo di ragionare dell'uomo.

11 Linguaggi di programmazione I linguaggi di programmazione sono molti e sempre ne escono di nuovi. Alcuni sono generali, cioè possono essere usati per qualunque tipo di programmi (es.: Pascal, C++, Visual Basic, Java) Altri sono invece specializzati per particolari tipi di problemi (per esempio per la grafica, i giochi, i siti Web eccetera). Tutti questi linguaggi producono un codice di comandi; occorre poi, un programma traduttore, detto compilatore, che trasforma questo codice in un codice in linguaggio macchina, cioè binario, che può essere eseguito.

12 Programmi compilatori Traducono le istruzioni scritte dall'utente in linguaggio di programmazione in istruzioni in linguaggio macchina; Il programma scritto in linguaggio di programmazione si chiama PROGRAMMA SORGENTE (source program), mentre quello tradotto in linguaggio macchina si chiama PROGRAMMA OGGETTO (object program). Questa operazione di trasformazione si chiama Compilazione del programma e prevede diverse fasi, tra cui una in cui il compilatore segnala eventuali errori.

13 Il Sistema di Elaborazione Computer Hardware Software

14 Hardware & Software In un sistema informatico possiamo distinguere due componenti fondamentali, chiamate hardware (letteralmente, Ferramenta ) e software. Con il termine hardware intendiamo tutti i componenti elettronici di un computer, tutti i circuiti che costituiscono un computer e tutte le parti elettroniche che ad esso si collegano. Con il termine software intendiamo i programmi, ossia tutte quelle istruzioni che, all'accensione del computer, lo animano e lo mettono in condizioni di lavorare e di dialogare con l'utente. Ovviamente senza hardware il computer non esiste, senza software non può funzionare: sono necessarie entrambe.

15 Hardware Possiamo includere nell hardware: CPU Scheda madre Memorie centrali Memorie di massa Periferiche di Input Periferiche di output

16 Il software è costituito da due gruppi di programmi: Programmi di base per la gestione del sistema (Software di BASE) Programmi applicativi per l uso del sistema (Software applicativo) Software 16

17 Programmi freeware Una volta che il programma è stato testato e prodotto, viene immesso sul mercato per la sua diffusione e, a seconda delle intenzioni del produttore, messo in vendita. Sul mercato, pertanto, potremmo trovare programmi che possono essere diffusi in modo del tutto gratuito tramite Internet o tramite i classici canali editoriali come gadget allegati a riviste specializzate: questi si definiscono freeware, cioè liberi e completamente gratuiti.

18 Programmi open source È quel software in cui gli autori rendono aperto il codice, cioè pubblicano il codice delle istruzioni con cui funziona il loro programma. Ciò perché allo scopo di favorirne lo studio e stimolare ai miglioramenti altri programmatori. Spesso è posta la domanda: Che ci guadagnano?. La diffusione della cultura, innanzi tutto, e poi, anche soldi mediante: 1. Donazioni spontanee (ad es. sul sito da cui si scarica) 2. Servizio di supporto: spiega il funzionamento del programma ad es. con un help o corsi online o di persona (e questo servizio può essere a pagamento) 3. Sponsorizzazione (ad es. in cambio di pubblicità)

19 Programmi shareware In altri casi il prodotto può essere reperito tramite gli stessi canali di diffusione, ma sotto forma shareware che permette il suo utilizzo per un certo periodo di tempo per poter provare il programma stesso; alla fine del periodo di prova è possibile registrare il software pagando una certa cifra oppure lasciar perdere ed in questo caso il programma non funziona più. Altre volte i produttori, per invogliare il cliente all acquisto, distribuiscono programmi gratuiti, ma in versioni ridotte o mancanti di certe funzionalità, che, tramite la registrazione a pagamento, vengono integrati delle parti mancanti.

20 Software proprietario Con il termine software proprietario o meglio software privato, si indica quel software che ha restrizioni sul suo utilizzo, sulla sua modifica, riproduzione o ridistribuzione, imposti dal titolare dei diritti di sfruttamento economico, cioè l'autore. Queste restrizioni vengono ottenute tramite un contratto di licenza commerciale a pagamento.

21 Classificazione del Software Software di Base Software di Sistema Sistema Operativo Software Applicativo General purpose Special purpose

22 Software di Base Con Software di Base si intende, sia l insieme dei programmi predisposti dal costruttore della macchina per adempiere a funzioni di servizio (Software di Sistema - BIOS) sia l insieme dei programmi che sovrintendono alle esecuzioni delle elaborazioni del computer (Sistema Operativo).

23 Sistema Operativo Il Sistema Operativo (S.O.) è uno speciale software di base, caricato automaticamente quando si accende il computer, la cui funzione è quella di: Offrire un interfaccia uomo-macchina attraverso cui l utente può dare i suoi comandi alla macchina Gestire le unità hardware della macchina (CPU, memorie interne, memorie esterne, input e output) Gestire le altre risorse software (parti dello stesso Sistema Operativo e i programmi applicativi)

24 Software Applicativo Sono quei programmi utilizzati dagli utenti, per svolgere dei compiti richiesti dall utente, come ad es. navigare in Internet (browser), scrivere un documento (videoscrittura), per ascoltare musica o vedere un filmato (player), per giocare, ecc. (general purpose); oppure programmi creati appositamente per risolvere un determinato problema (special purpose), di solito di tipo lavorativo o commerciale, come ad es. un programma per contabilità in un ufficio.

25 Esempi di Software Applicativo Utilità di Sistema - programmi che servono per migliorare la gestione e la sicurezza della macchina, come ad esempio gli antivirus. Office Automation - programmi di uso nei normali lavori d'ufficio, quindi creazione e elaborazione di testi (word processor), gestione di basi di dati (database), fogli di calcolo ecc. Applicazioni aziendali - programmi creati per le necessità specifiche delle aziende, come ad esempio i programmi per la fatturazione o per la gestione del personale, dei magazzini, dei macchinari industriali. Strumenti di sviluppo - programmi per la creazione di pagine Web, animazioni, elaborazione audio/video/immagini. Giochi e svago - giochi, emulatori, lettori audio e video.

26 Grazie per l attenzione