Informatica. Il computer

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1 Informatica per Igienisti Dentali LEZIONE 1 Il computer 1

2 INTRODUZIONE 2

3 I calcolatori L informatica È la disciplina scientifica che studia nati in risposta all esigenza di eseguire meccanicamente calcoli complessi e trattare grosse moli di dati I multiformi aspetti relativi alla realizzazione di calcolatori sempre più efficienti e facilmente utilizzabili ai problemi che si pongono in relazione all utilizzo dei medesimi. 3

4 L informatica Obiettivi: Progettare calcolatori sempre più efficienti sempre più aperti a possibili integrazioni con altri artefatti tecnologici sempre più facilmente utilizzabili da chiunque 4

5 Tassonomia: criteri I parametri sulla base dei quali generalmente vengono classificati i calcolatori sono: Il numero di utenti che vi possono accedere contemporaneamente La capacità di memoria La velocità di elaborazione L affidabilità Il costo 5

6 Tassonomia:classi Mainframe Grande capacità di memoria e di elaborazione Accessibili da centinaia di utenti contemporaneamente. Utenti: grandi imprese, enti pubblici. Minicomputer Elevata capacità di elaborazione Accessibili da decine di utenti contemporaneamente. Utenti: medie e grandi imprese 6

7 Tassonomia:classi Workstation Elevata capacità di elaborazione Accessibili da pochi utenti contemporaneamente. Utenti: piccole imprese, laboratori di ricerca Personal computer Buona capacità di elaborazione Accessibile da un solo utente alla volta Automazione di ufficio, uso personale 7

8 Supercalcolatori Tassonomia:classi Grande capacità di elaborazione Elaborazione scientifica, modelli matematici. in via di estinzione per elevato rapporto costo/prestazioni. Sistemi multiprocessore. Grande capacità di elaborazione Elaborazione scientifica, modelli matematici. Rapporto costo/prestazioni inferiore rispetto ai supercalcolatori 8

9 Nel corso di queste lezioni ci occuperemo esclusivamente di personal computer 9

10 Funzioni Le funzioni svolte da un computer sono: Elaborazione di informazioni Es: calcolo scientifico, ricerca in un catalogo, Memorizzazione di informazioni Es: archivio anagrafico, Trasferimento di informazioni Es: internet, Controllo Es: controllo delle varie fasi di un esperimento scientifico, 10

11 Come sono svolte tali funzioni? A) Un computer è una macchina in grado di svolgere operazioni assai elementari, ma con grandissima rapidità (milioni o miliardi di operazioni per secondo) B) Un computer è programmabile un programma è un insieme di istruzioni, che il computer è in grado di interpretare ed eseguire; eseguendo programmi diversi, il computer svolge compiti diversi. 11

12 ALCUNI ASPETTI della ARCHITETTURA DEL PC 12

13 Distinzione HW/SW Hardware: equipaggiamento fisico del computer. Parte attiva: processore Parte passiva: memoria, canali di comunicazione, dispositivi I/O 13

14 Struttura hw del computer Un computer è costituito da 3 principali componenti: il processore (CPU, Central Processing Unit) la memoria centrale (RAM, Random Access Memory) le periferiche Interconnesse attraverso il bus 14

15 Struttura hw del computer periferiche Memoria centrale CPU bus 15

16 La scheda madre porte Dispositivi memorizzazione permanente bus Slot espansione CPU 16 Memoria centrale

17 Distinzione HW/SW Software: equipaggiamento logico del computer, costituito dai programmi che fanno svolgere al calcolatore un insieme di funzioni. (un programma è un algoritmo codificato in un linguaggio di programmazione) 17

18 Software Sw di sistema. programmi per gestire il computer e utilizzarne le risorse: ESEMPI Sistema operativo Compilatori Driver di I/O Interfaccia con l utente... Sw applicativo: programmi destinati all utente finale ESEMPI Videoscrittura Compilazione 740 Gestione biblioteca Visualizzazione molecole Controllo impianto industriale Sequenziazione genoma 18

19 Distinzione HW/SW Qualcuno la ha sintetizzata così: L hardware è la parte del computer che puoi prendere a calci, il software quella contro cui puoi solo imprecare 19

20 Schema generale 20

21 Il sistema operativo È un insieme di programmi che: 1. Gestiscono le risorse hw e sw del computer, come: L allocazione e il reperimento delle informazioni nella memoria La comunicazione con e il passaggio dati alle periferiche L esecuzione dei programmi da parte del processore 21

22 Il sistema operativo (È un insieme di programmi che:) 2. Permettono all utente di interagire con la macchina, come: A. La gestione per conto dell utente delle informazioni che risiedono sul disco fisso (file system) B. La gestione di una interfaccia con l utente C. La gestione dell accesso alla macchina da parte di più utenti 22

23 Sistemi operativi per PC I sistemi operativi per personal computer più diffusi sono: Windows (Microsoft) Linux (freeware) MacOS (Apple) 23

24 A) Il file system Il file system è la componente del sistema operativo preposta alla gestione delle informazioni permanenti, che risiedono su disco. 24

25 B) L interfaccia utente A caratteri (o testuale) il sistema operativo accetta comandi sotto forma di linee di testo Es.: Visuale copy file1 file2 si agisce con un sistema a finestre ed icone, tramite il mouse, come vedremo nel caso di Windows 25

26 C) Gestione di più utenti Nel caso di più utenti, la condivisione delle risorse è gestita dal sistema operativo. Tempo di calcolo e memoria centrale: più processi di calcolo gestiti simultaneamente File nel file system: attribuzione ad ogni file del suo proprietario gestione di un meccanismo di protezione Diritti di accesso attribuzione ad ogni utente di login, password, livello di privilegio possibile gestione di gruppi 26

27 Ancora sul file system. Struttura logica Le informazioni memorizzate su disco sono oggetti chiamati file di dati (o anche documenti). Ogni file è caratterizzato da: un nome la posizione all interno del file system alcune informazioni sul tipo di dati contenuto il proprietario Il contenuto di un file è definito dall utente proprietario del file. 27

28 Struttura logica del file system Esiste un altro tipo di file, la directory (o anche cartella o folder) che è un contenitore di file (documenti o altre cartelle). L utente può organizzare l insieme dei propri file attraverso le directory. 28

29 Struttura logica del file system Il file system ha dunque una struttura gerarchica (in particolare ad albero) nella quale: i file di dati sono le estremità (le foglie) esiste un unica directory cui tutta la struttura fa capo (la radice) 29

30 Struttura logica del file system Esempio root applicazioni Cartella sistema Lezioni informatica videoscrittura accesso a Internet prima settimana seconda settimana lezione laboratorio 30

31 Struttura logica del file system Ogni file all interno del file system è individuato in base alla sua posizione nell albero, cioè al cammino (path) che si deve percorrere per raggiungerlo partendo dalla radice. Per esempio se voglio indicare la lezione della prima settimana del corso di informatica devo specificare il cammino: radice/lezioni di informatica/prima settimana/lezione Ogni sistema operativo prevede una sintassi per la specificazione dei cammini. 31

32 Struttura logica del file system Nel caso di più utenti, ogni utente possiede i propri file e può gestirne i diritti d accesso; può renderli privati (utilizzabili solo a se stesso), visibili ad altri in sola lettura o in lettura e scrittura, eseguibili da altri (nel caso di programmi). Ilgestoredelsistemaèunutenteprivilegiato(superuser), l unico con diritto di accesso a tutti i file. Nel caso dei PC la situazione comune è di un solo utente; in questo caso i meccanismi di proprietà e di protezione diventano di scarso rilievo, a meno che non si abbia condivisione in rete 32

33 Struttura fisica del file system La struttura fisica del file system è gestita dal sistema operativo, che, su richiesta di memorizzazione di un file su disco, di volta in volta deve: Trovare spazio sufficiente (non necessariamente contiguo) per memorizzare il file Attivare il trasferimento dei dati Aggiornare delle tabelle opportune per essere in grado di recuperare il file nella sua interezza quando verrà nuovamente richiesto dall utente. 33

34 Struttura fisica del file system Pertanto: La struttura fisica del file system può essere anche molto frammentata La gestione della struttura fisica del file system richiede un impegno computazionale non indifferente da parte del sistema operativo. 34

35 Visualizzazione del file system Quando si accende il personal computer ci si trova davanti una scrivania (desktop) sucui compaiono cartelle e documenti. Ogni sistema operativo visualizza in modo particolare i contenuti del file system. 35

36 Visualizzazione del file system La radice della struttura gerarchica In Windows è la directory C:\ In Linux è la directory root, indicata con / Nella specifica di un cammino sul file system i nodi sono separati: In Windows dal simbolo \ In Linux dal simbolo / 36

37 Il formato dei file Le informazioni contenute in un file creato con una data applicazione vengono memorizzate secondo un particolare formato. Ciascuna applicazione è in grado di riconoscere e operare su file il cui formato è noto all applicazione stessa. In ambiente Windows il formato dei file è visibile nell estensione che compare nel loro nome 37

38 Il formato dei file Alcuni formati: prova.txt è il file di nome prova di tipo testo prova.doc è il file nome prova creato con il programma di videoscrittura Word prova.exe è il file di nome prova creatoconuntraduttore,e scritto quindi in linguaggio macchina, pronto per essere eseguito prova.xls è il file nome prova creato con il programma di gestione di foglio elettronico Excel prova.bmp è il file nome prova creato con un programma di acquisizione o manipolazione di immagini. 38