Dato che queste istruzioni erano scritte su pagine solubili nell'acqua (per poter essere più facilmente distrutte, evitando in tal modo che cadessero

Transcript

1 Il software Il termine software ha origine durante la seconda guerra mondiale. I tecnici dell'esercito inglese erano impegnati nella decrittazione dei codici tedeschi di Enigma, di cui già conoscevano la meccanica interna (detta hardware, componente dura, nel senso di ferraglia) grazie ai servizi segreti polacchi. La prima versione di Enigma sfruttava tre rotori per mescolare le lettere. Dopo il 1941, ad Enigma venne aggiunto un rotore, e il team di criptanalisti inglesi, capitanati da Alan Turing, si dovette interessare non più alla sua struttura fisica, ma alle posizioni in cui venivano utilizzati i rotori della nuova Enigma.

2 Dato che queste istruzioni erano scritte su pagine solubili nell'acqua (per poter essere più facilmente distrutte, evitando in tal modo che cadessero nelle mani del nemico) furono chiamate software (componente tenera), in contrapposizione all'hardware. Il senso moderno del termine deriva dalle istruzioni date ai computer, ed è stato utilizzato per la prima volta nel 1957 da John Wilder Tukey, noto statistico statunitense. Dal 1950 l'analogia tra l'hardware ed il corpo umano e quella tra il software e la mente umana si è fatta molto forte, dal momento che Turing ha sostenuto che il progresso tecnologico sarebbe riuscito a creare, entro il 2000, delle macchine intelligenti (in grado cioè di "pensare" autonomamente) atte alla risoluzione dei problemi Andrew Hodges, Alan Turing: una biografia, Torino, Bollati Boringhieri, 2006

3 Il software Il software è una componente del computer costituita dai: programmi di base per la gestione del sistema programmi applicativi per l uso del sistema Queste componenti permettono di trasformare l hardware in un oggetto in grado di svolgere delle funzioni di natura diversa La proprietà fondamentale dei computer è il fatto di essere programmabili

4 Algoritmi L'algoritmo è un procedimento che permette di calcolare un risultato e/o risolvere un problema, eseguendo una serie di ordini e condizioni impostate a priori. Analogamente, in informatica, un algoritmo non è altro che un semplice procedimento che permette la risoluzione di specifici problemi mediante l applicazione di una sequenza finita di precise istruzioni che, a loro volta, devono essere interpretate ed eseguite fino alla loro conclusione seguendo un ordine ben preciso.

5 Metafora: ricette e algoritmi ricetta cuoco ingredienti piatto algoritmo (programma) computer input output Cfr.: Pellegrino Artusi (1910), La scienza in cucina e l'arte di mangiar bene.

6 Metafora: ricette deve esistere qualcuno (cuoco) che esegua la ricetta le istruzioni devono essere eseguite in ordine per partire dagli ingredienti ed ottenere il piatto il cuoco deve conoscere la lingua italiana altrimenti serve un traduttore il cuoco non può preparare cotolette di arigusta se non sa preparare la balsamella la ricetta per balsamella è riportata nel capitolo salse cuoco in difficoltà con istruzioni ambigue ( abbiate l avvertenza di cuocerli poco, in molta acqua ) l ordine di esecuzione è importante ( condite gli spaghetti dopo cuocerli ) istruzioni non infinite tempo non infinito eseguendo più volte la stessa ricetta si ottiene lo stesso piatto se una ricetta è per 4 persone, raddoppiando le dosi degli ingredienti vale per 8 persone

7 Metafora: algoritmi deve esistere un esecutore (calcolatore) che esegua l algoritmo le istruzioni devono essere eseguite in ordine per partire dai dati di input ed ottenere i dati di output il calcolatore deve conoscere il linguaggio dell algoritmo altrimenti serve un traduttore l algoritmo deve prevedere solo istruzioni elementari per il calcolatore specificato un algoritmo, può essere richiamato per l esecuzione di algoritmi più complessi il linguaggio dell algoritmo non può essere ambiguo l ordine di esecuzione è importante istruzioni non infinite tempo non infinito l algoritmo deve essere deterministico: eseguito più volte sugli stessi dati di input genera sempre lo stesso output algoritmo parametrico: risolve una classe di problemi (al variare dei dati di input)

8 Il software Il software Una programmazione diretta della macchina hardware da parte degli utenti creerebbe delle serie difficoltà L utente dovrebbe conoscere l organizzazione fisica dell elaboratore e il suo linguaggio macchina Ogni programma dovrebbe essere scritto utilizzando delle sequenze di bit ed ogni piccola differenza hardware comporterebbe una riscrittura del programma stesso Una programmazione diretta della macchina hardware da parte degli utenti non è accettabile

9 Il software È necessario fornire un meccanismo per astrarre dall organizzazione fisica della macchina L utente deve: usare nello stesso modo (o comunque in un modo molto simile) macchine diverse dal punto di vista hardware avere un semplice linguaggio di interazione con la macchina avere un insieme di programmi applicativi per svolgere compiti diversi

10 La macchina virtuale Nei moderni sistemi di elaborazione questi obiettivi vengono raggiunti grazie alla definizione di macchine virtuali che vengono realizzate al di sopra della macchina hardware reale Questa macchina si dice virtuale in quanto essa non esiste fisicamente Si può fare in modo che macchine (fisicamente) differenti siano usabili in modo simile Si tratta di costruire al di sopra delle diverse macchine fisiche la stessa macchina virtuale

11 La macchina virtuale La macchina virtuale viene realizzata mediante il software (software di base) L utente interagisce con la macchina virtuale grazie ad un opportuno linguaggio di comandi Ogni computer ha un linguaggio macchina le cui istruzioni sono direttamente eseguibili dalla macchina hardware

12 Linguaggio di comandi La macchina virtuale si preoccupa della traduzione di ogni comando impartito dall utente nella sequenza di comandi che realizzano la stessa funzione e sono riconosciuti dalla macchina fisica sottostante

13 Linguaggio di comandi Per esempio: interfaccia testuale MS-DOS, Unix shell, Linux shell Lavorando con una interfaccia testuale i comandi vengono impartiti mediante la tastiera Ogni comando ha un suo nome e una sintassi ben precisa prompt C:> print foo1.doc Can t find file foo1.doc C:>

14 Linguaggio di comandi (interfaccia testuale) C:> print foo1.doc Can t find file foo1.doc C:> Dai il messaggio di prompt all utente Quando arriva il comando, riconoscilo Se è corretto, esegui l azione corrispondente Se è errato, dai un messaggio di errore Al termine dell operazione, torna all inizio

15 Linguaggio di comandi (interfaccia grafica) Per esempio: interfaccia grafica Nei calcolatori con interfaccia grafica molti comandi sono impartiti mediante l interazione attraverso il mouse e la tastiera Cioè il clic (il doppia clic, ) del mouse su un icona viene tradotto in una opportuna sequenza di istruzioni che il computer esegue per soddisfare la richiesta dell utente

16 Linguaggio di comandi (interfaccia grafica) Microsoft Windows

17 Linguaggio di comandi (interfaccia grafica) Mac OSX di Apple

18 Linux Linguaggio di comandi (interfaccia grafica)

19 Il software di base Software di base: realizza la macchina virtuale Gli strumenti software che permettono all utente (e ai programmi applicativi) di interagire con l elaboratore in modo semplice (funzioni di traduzione tra linguaggi diversi) e di gestire le risorse fisiche Il sistema operativo fa parte del software di base

20 Software di base Sistema Operativo (OS, Operating System): insieme di programmi che forniscono all utente intermediazione nell utilizzo della macchina HW visione astratta dell HW (macchina virtuale, macchina astratta) un ambiente per l esecuzione del SW applicativo

21 OS: componenti nucleo (kernel) controlla la CPU (programmi ) gestore della memoria allocazione della memoria ai programmi in esecuzione gestore dei dispositivi di I/O garantisce l accesso ai dispositivi di I/O maschera i dettagli di basso livello e gli eventuali conflitti file system archiviazione e reperimento dei dati sulla memoria di massa gestore della rete interfaccia con risorse collegate via rete comunicazione con processi su altri calcolatori interprete comandi interfaccia diretta, semplice ed intuitiva con gli utenti

22 Il sistema operativo Dal punto di vista strutturale il sistema operativo è formato da un insieme di livelli, che formano la cosi detta struttura a cipolla Idealmente l utente è ignaro di tutti i dettagli delle operazioni svolte dai livelli inferiori della gerarchia e conosce solo le operazioni del livello più alto

23 Funzioni principali del sistema operativo Avvio del computer Gestione del processore e dei programmi in esecuzione (detti processi) Gestione della memoria principale Gestione della memoria virtuale Gestione della memoria secondaria Gestione dei dispositivi di input/output Interazione con l utente

24 Avvio dell elaboratore Una parte del sistema operativo deve essere sempre mantenuta in memoria principale e deve essere sempre pronta per l esecuzione S.O. spazio utente N

25 Avvio dell elaboratore: i virus Spesso durante questa fase sono eseguiti anche dei programmi che verificano l eventuale presenza di virus sul disco dell elaboratore I virus può danneggiare il funzionamento dell elaboratore I virus possono essere trasmessi da un elaboratore ad un altro

26 Malware malicious software computer virus: programma che può riprodursi attaccando il suo codice ad un altro programma, al settore di avvio di un disco o ad un documento con macro e, in generale, generare effetti collaterali dannosi worm (verme): programma che si diffonde tra gli elaboratori autoreplicandosi mediante la rete (soprattutto ) trojan horse (cavallo di troia): programma distruttivo nascosto all interno di un programma applicativo o di un gioco hacker (o cracker): individuo che aggira le protezioni di un sistema informatico per compiere accessi non autorizzati spyware: programma che raccoglie, senza autorizzazione, informazioni sull utente e le sue abitudini (applicazioni eseguite, siti web visitati ) adware (advertising-supported software): programma che propone pubblicità adware disonesto: installato senza autorizzazione crimeware: programmi per il furto d identità hoax (bufala): messaggio che annuncia l imminente arrivo di messaggi infettati da pericolosissimi virus inesistenti

27 Protezione dal malware diffidenza verso: materiale scaricato da siti web dubbi con contenuto e/o mittente strano documenti con macro PC usati da molte persone antivirus: aggiornamento scansione avviata manualmente ed automaticamente controlli automatici costanti controllo firewall (muro tagliafuoco)

28 Software: opera dell ingegno SW proprietario può essere usato acquistandolo oppure ottenendo l autorizzazione all uso (licenza) SW shareware distribuito gratuitamente, può essere usato gratuitamente per un periodo di prova dopo, pagando la registrazione, si può utilizzarlo e ricevere aggiornamenti SW freeware può essere liberamente usato, copiato e distribuito SW libero e SW open source può essere usato, copiato e distribuito gratis ma rispettando alcune regole

29 Software applicativo videoscrittura (word processor) fogli elettronici (spreadsheet) presentazioni multimediali desktop publishing gestione di basi di dati web editor grafica e fotoritocco diagrammi gestione delle finanze individuali organizer project management OCR CAD videogiochi audio/video player applicazioni per Internet

30 SISTEMI OPERATIVI e CPU 1975 : Arriva Altair; Gates e Allen scrivono una versione di BASIC per questo computer; nasce Electric Pencil, il primo wordprocessor per PC; Steve Jobs (fondatore e CEO di Apple) e Steve Wozniac costruiscono il primo computer Apple; 1976 : ARPANET conta 111 computer connessi; 1977 : Apple presenta Apple II che supportava i colori; 1981 : IBM presenta il suo primo PC ;

31 1982: Intel lancia 80286, Arpanet adotta tcp/ip di Berkeley; nasce il CD grazie a Sony e Philips; 1983: Apple presenta Lisa, un computer con interfaccia totalmente grafica; 1984: Apple lancia Machintosh, Microsoft presenta un antenato di Windows (Interface Manager); 1985: Intel lancia il 386, Microsoft presenta Windows 1.0, 1987: IBM e Microsoft presentano OS/2 e IBM crea la scheda grafica VGA 1989: Intel presenta il 486 a 25 Mhz; 1990: Windows 3.0 ;

32 1991: nasce MS-DOS 5.0, Apple presenta System 7.0 Machintosh; 1992: Intel produce il 486DX2 a 25/50 Mhz, Windows : Windows NT 3.1 ; cresce Linux e nasce Mosaic 1.0; 1994: Apple produce i Power Machintosh, Intel presenta il 486 DX4 35, nasce Netscape Navigator 1.0; 1995: Nasce Windows 95, e scoppia quasi una rivoluzione ; 1996: Intel Pentium a 200 Mhz, Windows NT : Pentium II ; Windows 98 ;

33 1999: Pentium III, AMD presenta Athlon e Apple il G4; 2000: Windows 2000; Athlon arriva a 1 Ghz, Intel presenta il Pentium 4; 2001: Esce la nuova versione di Windows a 32 bit: "Windows XP, dove "Xp" sta per "EXperience Con tanto di cerimonia ufficiale viene dato l'addio al glorioso, ma ormai obsoleto, MS-Dos. Si apre una nuova era, la nuova versione di Windows predilige la stabilità e la sicurezza del sistema,dispone di strumenti contro la pirateria informatica. Pentium 4 a 2 Ghz; 2002: Il Pentium 4 aumenta di frequenza, AMD presenta Athlon XP a 0,13 micron ed Opteron si diffondono nuovi standard (USB 2.0, Serial ATA ecc.).

34 INTEL Core 2 Duo Frequenza CPU 1.06GHz - 3.3GHz Uscita: 27 Luglio 2006 INTEL Core 2 Quad Frequenza CPU 2.4GHz GHz Uscita: 8 Gennaio 2007 Nel 2007 esce Windows Vista AMD Phenom (architettura K10) Frequenza CPU 1800mhz mhz Uscita: novembre 2007 INTEL Core i7 Extreme Frequenza CPU 3.2Ghz Uscita: 17 Novembre 2008 Nel 2009 esce Windows 7 Nel 2012 esce Windows 8 Nel 2015 esce Windows 10

35 Microsoft MS-DOS Windows Word 6.0-Excel 5.0 Windows 95 Office 97 Word-Excel-Access

36 Sistemi e pacchetti Windows 95 Windows NT Windows 98 Windows 2000 Windows ME Windows XP Windows Server 2003 Windows Vista Windows 7 Windows 8 Windows 10 Office 97 Office 2000 Office XP Office 2003 Office 2007 Office 2010 Office 2013 Office 2016