SISTEMI E APPLICAZIONI PER L AMMINISTRAZIONE DIGITALE

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1 Università degli Studi di Macerata Dipartimento di Giurisprudenza Scienze dell amministrazione pubblica e privata (Classe LM-63) SISTEMI E APPLICAZIONI PER L AMMINISTRAZIONE DIGITALE IL SOFTWARE Lezione n. 4 parte prima Venerdì 10 ottobre 2014 A.A primo semestre biennio Luca Ricciotti PhD

2 Il software (1-2) Il termine software indica la parte intangibile del computer (in contrasto con quella fisica definita hardware) costituita dai programmi, ovvero dall insiemi di istruzioni che il computer esegue. Si possono distinguere due grandi categorie di software: il software di base e il software applicativo

3 Il software (2-2) Classificazione del software SOFTWARE DI BASE (software di sistema) E costituito dall insieme dei programmi che hanno lo scopo di rendere operativo il computer gestendone le risorse di sistema Il software di base è strettamente legato alle caratteristiche dell hardware SOFTWARE APPLICATIVO E composto dai programmi che permettono di utilizzare il computer per svolgere determinati compiti specifici. Rientrano in questa categoria i programmi per la videoscrittura, la posta elettronica, i fogli elettronici, i programmi di grafica, le applicazioni gestionali, i programmi antivirus, programmi per la compressione dei files, etc. etc. Tutti questi programmi possono essere installati sul computer solamente dopo l installazione del sistema operativo il software di base è necessario al computer per funzionare il software applicativo è necessario all utente per lavorare Software di base e Software applicativo devono essere caricati nella RAM prima di poter essere eseguiti. Il sistema operativo, subito dopo l accensione del computer, viene caricato dal supporto di memoria di massa su cui si trova (es. hard disk o altro) nella RAM. Questa procedura viene denominata processo di bootstrap

4 Categorie di software Il software può essere classificato sulla base del tipo di utilizzo che ne è consentito software proprietario software shareware è di proprietà di un azienda e può essere utilizzato solo se regolarmente acquistato e dotato di licenza d uso. La copia dei supporti (in genere, CD o DVD) contenenti il software originale è consentita unicamente come copia di riserva per l utente che li ha acquistati, nell eventualità che i supporti originali si rovinassero. Non è consentito né copiare i CD per cederli ad altri (a nessun titolo), né usare gli stessi CD originali per effettuare più installazioni su diverse macchine (a meno che la licenza non lo preveda espressamente). Quando si acquista un prodotto software si ottiene la End-user license agreement (EULA), che consente di utilizzarlo liberamente per la propria attività viene fornito in prova gratuita per un periodo di tempo limitato (per esempio, trenta giorni) a partire dal momento dell installazione. Scaduti i termini, se l utente è soddisfatto deve acquistarlo, altrimenti ha l obbligo morale di disinstallarlo dal computer. I programmi shareware alla scadenza si comportano in maniera diversa: alcuni avvisano l utente con un messaggio relativo all avvenuta scadenza offrendo la possibilità di acquisto, ma continuano a funzionare. Altri invece smettono di funzionare o funzionano in modalità ridotta (per esempio non consentono più di salvare i file). I programmi shareware riacquistano la completa funzionalità (e legalità) solo mediante una chiave software fornita dal produttore dopo l acquisto software freeware è gratuito e può essere usato e distribuito liberamente (ad eccezione della rivendita ad altri); si tratta di solito di programmi relativamente semplici, messi a disposizione del pubblico per motivi pubblicitari o anche per semplice generosità dei creatori; spesso sono versioni semplificate di prodotti a pagamento, oppure versioni di lancio per nuovi software. A volte l uso gratuito viene vincolato ad impieghi esclusivamente non commerciali software open source (ossia software a sorgente aperto) è stato sviluppato da una comunità aperta di ricercatori e di programmatori ed è liberamente utilizzabile e ridistribuibile. Generalmente si hanno licenze GNU General Public License (licenza software libero) che concedono ai licenziatari il permesso di modificare il programma, di copiarlo e ridistribuirlo con o senza modifiche, gratuitamente (nella totalità dei casi)

5 Il software di base (1-7) Fanno parte della categoria del software di base il BIOS il sistema operativo i driver Analizziamoli singolarmente Il BIOS (Basic Input Output System) E il primo programma che viene eseguito all accensione del computer e svolge due compiti principali: 1) esegue tutta una serie di test diagnostici (POST, Power-On Self-Test) per controllare il corretto funzionamento dei componenti hardware necessari per il caricamento del sistema operativo (memoria RAM, disco fisso, tastiera, mouse, monitor, etc.) e, nel caso rilevi qualche anomalia, la segnala tramite una avviso sonoro (beep); 2) esegue la fase di bootstrap che consiste nel localizzare su quale memoria di massa si trova il sistema operativo seguendo le priorità indicate nella sequenza di boot (ad esempio, prima l unità ottica e poi il disco fisso) e nel provvedere al caricamento nella memoria RAM del nucleo (kernel) del sistema operativo Il BIOS fornisce un interfaccia a carattere per la visualizzazione e la modifica dei parametri di configurazione dei componenti del PC. Per modificare tali parametri è necessario accedere al setup del BIOS. Le istruzioni di bootstrap si trovano nella ROM del BIOS e servono per attivare i componenti hardware all avvio della macchina. Se la scheda madre è un modello superato le istruzioni di bootstrap potrebbero non funzionare quando si installano nuovi componenti. Per tale motivo, in quasi tutte le schede madri il BIOS è memorizzato in una EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM) o in una memoria Flash che consentono di effettuarne l aggiornamento (upgrade) alle nuove versioni rilasciate dal produttore della scheda madre. Per accedere al setup del BIOS è necessario premere un tasto particolare (di solito i tasti DEL (CANC), F2 o F12) durante la fase di avvio del computer, non appena compare l apposito messaggio sul monitor (ad esempio, Hit <DEL> if you want to run setup ) I files per l aggiornamento del BIOS si possono scaricare dal sito del produttore della scheda, proprio come avviene per i driver. L operazione di aggiornamento del BIOS offre sicuramente dei vantaggi, ma può comunque comportare dei rischi: un improvvisa interruzione dell alimentazione elettrica durante l aggiornamento (ad esempio) oppure un file di upgrade errato possono produrre conseguenze molto serie, come l impossibilità di avviare il computer. In questi casi si rende necessario sostituire la scheda madre

6 Il software di base (2-7) Il Sistema Operativo (SO) (Operating System OS) Il sistema operativo è il software più importante presente sul computer. Senza un sistema operativo, nessun computer sarebbe in grado di funzionare. Tra i sistemi operativi più noti ricordiamo l MS DOS, Unix, le varie versioni dei sistemi operativi Windows (Windows 3.1, Windows 95, Windows 98, Windows ME, Windows XP, Windows Vista, Windows 7), MacOS (utilizzato dai computer Macintosh), Linux (sistema operativo open source). Il sistema operativo rimane sempre attivo dal momento in cui viene caricato all accensione del computer e fino al suo spegnimento. Il sistema operativo è generalmente costituito da un insieme di moduli che interagiscono tra loro secondo regole precise: ciascun modulo svolge una determinata funzione I principali moduli del sistema operativo

7 Il software di base (3-7) Il Sistema Operativo (S.O.) Modulo gestore dei processi E il modulo che si occupa di controllare l avvio, l interruzione e la chiusura dei vari processi (task) caricando i relativi programmi in memoria. La gestione dei processi avviene in maniera differente in base al tipo di utilizzo a cui il sistema è rivolto MA il programma che si occupa dell assegnazione del microprocessore tra i vari processi attivi, decidendone l avvicendamento, è comunemente chiamato scheduler. Nei computer dotati di multi-processore (con più CPU), lo scheduler si occupa anche di gestire la cooperazione tra le varie CPU presenti nel sistema. Ciascun programma in esecuzione può attivare più processi (task): nei sistemi operativi Windows è possibile visualizzare l elenco dei task attivi mediante il Task Manager Sistemi operativi mono-tasking (mono-programmati) Sono quei sistemi operativi che permettono l esecuzione di un solo programma (task) alla volta (es. l MS DOS) Sistemi operativi multi-tasking (multi-programmati) Sono quei sistemi operativi che permettono l esecuzione contemporanea di più programmi. (es. Windows XP, Windows Vista e Windows 7) I sistemi operativi multi-tasking assegnano ciclicamente la CPU ai vari processi, ciascuno per piccole quantità di tempo, secondo la modalità di time-sharing. Se la velocità del processore è elevata si ha l impressione di un evoluzione parallela dei processi Sistemi operativi mono-user (mono-utente) Sono quei sistemi operativi che consentono l accesso ad un solo operatore alla volta (es. l MS DOS) Sistemi operativi multi-user (multi-utente) Sono quei sistemi operativi che consentono l utilizzo di più utenti contemporaneamente (es. Unix)

8 Il software di base (4-7) Il Sistema Operativo (S.O.) Modulo gestore della memoria di lavoro E quel modulo del sistema operativo che si occupa di assegnare la memoria ai vari processi (per eseguire un processo è necessario che il relativo programma sia caricato nella memoria RAM) La complessità del gestore della memoria dipende dal tipo di sistema operativo. Nei sistemi multi-tasking più programmi possono essere caricati in memoria contemporaneamente. Quando la memoria non è più sufficiente per contenere completamente tutte le istruzioni dei vari processi è possibile simulare una memoria più grande mantenendo nella memoria di lavoro (RAM) solo le istruzioni ed i dati che servono in quel momento. Tutte le altre istruzioni del programma nonché i dati, che in quel momento non servono, sono tolti dalla memoria centrale e parcheggiati sul disco nella cosiddetta area di swap (scambio/baratto) che costituisce la memoria virtuale. Con tale sistema l esecuzione dei programma rallenta notevolmente

9 Il software di base (5-7) Il Sistema Operativo (S.O.) Modulo gestore della memoria di massa E quel modulo del sistema operativo che si occupa di gestire le informazioni memorizzate sui dispositivi di memoria di massa. Si occupa della lettura/scrittura dei dati e deve garantire la correttezza e la coerenza delle informazioni. Il meccanismo con cui il sistema operativo gestisce la memorizzazione dei dati sui dispositivi di memoria di massa prende il nome di file system. Esistono diversi tipi di file system (a seconda dei vari sistemi operativi), ma quasi tutti i sistemi operativi utilizzano un organizzazione dei files di tipo gerarchica, dove l elemento utilizzato per raggruppare più files è costituito dalla cartella (directory). Nei sistemi multi-user, il gestore della memoria di massa deve mettere a disposizione dei meccanismi di protezione che consentano ai vari utenti di proteggere i propri dati dall accesso da parte di altri utenti non autorizzati. Il sistema operativo fornisce all utente tutti i programmi per visualizzare l indice dei dischi e per organizzarne il contenuto, spostando, copiando o cancellando i files, cambiandone il nome, creando nuove cartelle, etc. Sui dischi di un PC si possono trovare decine di migliaia di files: se non ci fosse nessun criterio di ordinamento sarebbe molto complicato riuscire a rintracciare ogni volta il file che interessa. Il file system permette di creare dei raccoglitori (cartelle) che consentono la raccolta dei files in gruppi logicamente omogenei. Ogni cartella può contenere altre sottocartelle e così via, come un gioco di scatole cinesi. Ogni file e ogni cartella devono possedere un nome che li distingua dagli altri Tra i molteplici file system ricordiamo: FAT 16, utilizzato dall MS-DOS e dalle prime versioni di Windows (Windows 3.1) dove i nomi dei files potevano avere una lunghezza massima di 8 caratteri, ed un'estensione di 3 caratteri, separati da un punto; FAT 32, utilizzato da Windows 95/98 che supera alcune inefficienze del FAT16, come il limite di 2 GB per le partizioni; NTFS New Technology File System, introdotto con Windows XP/Vista Molti sistemi operativi (fra cui Windows) includono nel nome una sigla aggiuntiva detta estensione che caratterizza il tipo di file. L estensione viene separata con un punto dal resto del nome e permette in genere di comprendere la categoria a cui quel file appartiene (es. in Windows i files con estensione.exe sono programmi eseguibili; quelli con estensione.txt sono documenti di testo semplice; i files con estensione.doc.xls.mdb.ppt sono file rispettivamente di Word, Excel, Access e PowerPoint; quelli con estensione.htm e.html sono pagine web; l estensione.wav.mp3 indica files audio; le estensioni.jpg.gif.bmp.png indicano immagini; le estensioni.mov.avi.mpg appartengono a filmati) Nei sistemi operativi con interfaccia grafica (GUI Graphical user interface) i files e le cartelle vengono rappresentati con dei simboli grafici (detti icone): le cartelle sono quasi sempre rappresentate con l immagine di una cartellina d archivio, mentre i files sono rappresentati da icone differenti

10 Il software di base (6-7) Il Sistema Operativo (S.O.) Modulo gestore delle unità di input/output E è quel modulo del sistema operativo che si occupa di gestire la ricezione e la trasmissione dei dati attraverso tutte le unità di input/output assegnandole ai processi che ne fanno richiesta. Il controllo delle unità stesse avviene attraverso speciali programmi detti driver (spesso realizzati dai produttori dei dispositivi stessi che, ovviamente, ne conoscono le caratteristiche fisiche in maniera approfondita) Il Sistema Operativo (S.O.) Modulo gestore dell interfaccia utente Ha il compito di implementare i meccanismi per rendere agevole l utilizzo del sistema da parte degli utenti (l insieme dei meccanismi di interazione tra il computer e l utente prende il nome di interfaccia utente). In base al tipo di interfaccia utente, i sistemi operativi si distinguono in: sistemi operativi con interfaccia a carattere e sistemi operativi con interfaccia grafica. Nei sistemi operativi con interfaccia a carattere detti anche a linea di comando (Command Line Interface, CLI), l interazione con l utente avviene principalmente attraverso la digitazione di appositi comandi impartiti tramite tastiera. Sullo schermo (di un colore solitamente scuro uniforme) non compare nessun oggetto grafico e tutti i comandi devono essere digitati da tastiera. I più noti sono l MS-DOS (Microsoft Disk Operating System), diffuso tra i PC fino all avvento del SO Microsoft Windows 3.1; Unix, un sistema operativo pensato per gli utenti più esperti e molto utilizzato nel passato. Nei sistemi operativi con interfaccia grafica (Graphical User Interface, GUI) l interazione avviene tramite icone e finestre, utilizzando un mouse che comanda un puntatore all interno di un interfaccia grafica strutturata a finestre. Sono chiamati ambienti user friendly (amichevoli verso l utente) Sistemi operativi con interfaccia a carattere Sistemi operativi con interfaccia grafica

11 Il software di base (7-7) I driver Per poter funzionare correttamente, ogni dispositivo deve avere il suo particolare driver che consente di interagire correttamente con tale dispositivo. Esistono quindi il driver per la stampante, il driver per il modem, il driver per il masterizzatore, il driver per la scheda video, il driver per la scheda audio, il driver per la scheda di rete, etc. etc. Con i moderni sistemi operativi il driver è spesso incluso all interno del sistema operativo stesso (sono presenti, ovviamente, solo i driver per i dispositivi che erano già in commercio al momento del rilascio del sistema operativo) Quando si acquista un nuova periferica (ad esempio, una stampante), nella confezione si trova sempre un CD o un DVD con i relativi driver (in generale, una periferica, se compatibile con più sistemi operativi, avrà bisogno di un driver per ciascuno di essi). Se per qualche motivo il CD o DVD contenente i driver non fosse disponibile (perché magari si tratta di un componente usato e il disco è andato perduto) è di solito possibile scaricare una copia del driver direttamente dal sito Internet del produttore (in realtà non è sempre facile riuscire a capire dove si trovi e quale esattamente sia il file di cui si ha bisogno). I sistemi operativi Windows dalla versione 95 in poi possiedono una funzione detta plug and play (inserimento e avvio) che all accensione del computer verifica la presenza di nuovi componenti hardware e ricerca automaticamente il driver adatto

12 Il software applicativo Il software applicativo Il software applicativo è composto dai programmi che permettono di utilizzare il computer per svolgere compiti specifici Il software applicativo può essere classificato in base all ambiente di utilizzo (si tratta di categorie concettuali e non di rigide classificazioni) utilità di sistema programmi di office automation applicazioni aziendali strumenti di sviluppo sono programmi che servono per migliorare la gestione e la sicurezza della macchina, come ad esempio gli stessi antivirus, oppure programmi per l ottimizzazione delle risorse, per il controllo dello stato del sistema, per la ripulitura dell hard disk, etc. sono programmi di ausilio ai normali lavori d ufficio, quali la creazione ed elaborazione di testi (word processor), gestione di basi di dati (database), fogli di calcolo, posta elettronica, navigazione in Internet, grafica, fotoritocco, etc. sono programmi creati per le necessità specifiche delle aziende, come ad esempio i programmi per la gestione della contabilità, del personale, del magazzino, dei macchinari industriali. Spesso si tratta di programmi creati ad hoc da aziende di produzione software si tratta dei programmi per la creazione di oggetti multimediali (pagine web, animazioni e CD interattivi), elaborazione audio/video/immagini, programmi che servono per la creazione di nuovi applicativi (authoring tool) giochi e svago si tratta di giochi, emulatori, lettori audio e video, etc.

13 IL SOFTWARE Lezione n. 4 parte prima Venerdì 10 ottobre 2014 luca.ricciotti@unimc.it A.A primo semestre biennio Luca Ricciotti PhD