Informatica - A.A. 2010/11

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1 Facoltà di Medicina Veterinaria Corso di laurea in Tutela e benessere animale Corso Integrato: Matematica, Statistica e Informatica Modulo: Informatica A.A. 2010/11 Lezione 8 Hardware (HW) e Software (SW) Tutte le funzioni del computer sono espletate grazie ad un insieme di risorse classificabili in due categorie : Hardware Software Sopra l HW si crea un livello SW che rende più semplice ed agevole il lavoro dell utente: SW di base () SW applicativo 2 Interazione tra Hardware e Software Software applicativo Sistema operativo Hardware Utente Software Il software è composto da istruzioni che dicono allo strato Hardware cosa deve fare e come Questo insieme di istruzioni non può essere scritto dagli utenti per svariati motivi: L utente dovrebbe conoscere l organizzazione fisica dell elaboratore e il suo linguaggio macchina L HW cambia da macchina a macchina ed i programmi potrebbero non funzionare su macchine diverse 3 4 1

2 SW vs. Utente: esempio Operazione: stampa di un file già aperto Azioni dell utente: Utilizzo del mouse e/o tastiera per posizionarsi sull icona della stampante Click sull icona Azioni del computer: Validazione del comando Traduzione del comando Trasferimento dei dati dalla memoria alla stampante Attesa di un nuovo comando Insieme di programmi che lavorano direttamente sullo strato Hardware, fornendo una serie di comandi e programmi ad alto livello all utente finale Condivide le risorse dello strato Hardware tra più utenti e più programmi (Multitasking) Astrae dalle caratteristiche fisiche della macchina 5 6 : esempi Microsoft Windows: SO più diffuso tra i computer Non è gratuito Unix / Linux Poco diffuso per motivi di mercato Gratuito Mac OS Microsoft DOS Solaris : alcune funzioni Gestore dei processi Gestore della memoria Gestore delle periferiche File System Interprete dei comandi e GUI 7 8 2

3 Gestione dei processi Responsabile dell esecuzione dei programmi Il processo è un singolo programma in esecuzione L esecuzione di programmi da parte di molti utenti comporta l esecuzione quasi contemporanea di diversi processi che devono condividere la/e stessa/e CPU Gestione dei processi: Multi-tasking Multi-tasking: (fonte: Wikipedia) un sistema operativo permette di eseguire più programmi contemporaneamente: se ad esempio viene chiesto al sistema di eseguire contemporaneamente due processi A e B, la CPU eseguirà per qualche istante il processo A, poi per qualche istante il processo B, poi tornerà ad eseguire il processo A e così via Gestione dei processi Un programma solitamente è composto da istruzioni di lettura/scrittura dati da/su memoria o altre periferiche e di istruzioni che richiedono l intervento della CPU. La CPU è molto più veloce delle altre componenti del computer e quindi dovrebbe passare del tempo in attesa delle risposte delle altre periferiche Il Multi-tasking comporta la Multiprogrammazione Multiprogrammazione Interattività: tempi di risposta accettabili per l utente Protezione: bisogna evitare che durante l esecuzione di più programmi in contemporanea ci siano interferenze tra di loro Temporizzazione: bisogna evitare che un solo programma monopolizzi l intero sistema per un tempo eccessivo Efficienza: sfruttare al meglio le risorse del sistema

4 Gestore della memoria Al crescere della multiprogrammazione, cresce il numero di programmi e dati che devono risiedere contemporaneamente in memoria Alloca la memoria e la divide tra i vari programmi che la richiedono Memoria primaria limitata, utilizziamo la memoria secondaria Soluzione: Segmentazione Paginazione Paginazione La memoria viene divisa in pagine tutte della stessa dimensione Viene usata quando la memoria centrale non è sufficiente a contenere tutti i processi Si effettua lo swap della memoria centrale con il disco rigido. Le pagine di memoria con le istruzioni da eseguire sono caricate in memoria centrale e quindi riscritte sul disco rigido Segmentazione La memoria viene divisa in segmenti di lunghezza variabile Gestore delle periferiche Responsabile delle comunicazioni e delle operazioni di ingresso e di uscita che coinvolgono le periferiche Maschera le operazioni elementari effettuate per l accesso alle caratteristiche Hardware

5 File System: gestione della memoria secondaria Responsabile della gestione dei file nella memoria secondaria o di massa Struttura logicamente le informazioni tramite file e cartelle in una struttura ad albero in modo da rintracciare ogni singolo file Gestisce la condivisione dei file tra più utenti Interpretazione dei comandi e GUI Esegue programmi ad alto livello in modo trasparente per l utente Fornisce un acceso diretto alle risorse del computer Interagisce con gli stati inferiori del sistema operativo al fine di garantire il corretto funzionamento dei programmi in esecuzione GUI (Graphic User Interface): i comandi sono impartiti mediante l interazione con il mouse Gestione dei processi Il processo è un oggetto dinamico, un programma in esecuzione Ogni programma, ad ogni istante, ha: una sua riga in esecuzione da parte della CPU una memoria virtuale allocata dal gestore di memoria per le variabili uno stato. Può avere tre stati: in esecuzione, in attesa e pronto Le interruzioni Possono essere interne o esterne al processo Sono interne quando il programma, per continuare a bisogno di una operazione di input o output e in attesa dell evento si interrompe Sono esterne se è il gestore dei processi ad interrompere l esecuzione dei processi

6 Interruzioni interne Si verifica all esecuzione di una particolare istruzione da parte del processore Mette il processo in stato di attesa salvando su file tutto il contenuto della memoria allocata per quel processo Al verificarsi dell evento di input o output richiesto, il programma passa nello stato di pronto ricaricando lo stato della memoria salvato Il gestore dei processi fa ripartire il primo tra i processi pronti che abbia priorità adeguata Interruzioni esterne Quando ci sono più processi in esecuzione sulla stessa macchina, il gestore dei processi deve garantire l esecuzione in modo quasi contemporaneo in modo non percepibile agli utenti Assegna un tempo di uso della CPU a ciascun processo, interrompendo l esecuzione al termine del periodo assegnato Diagramma stati/transizione Fine attivo Salva stato Ripristina stato Inizio pronto Acknowledg. operazione Gestione delle periferiche Eseguita principalmente da: Driver fisici (Hardware): vengono attivati dal gestore delle interruzioni per trasferire o manipolare dati Driver logici (Software): fanno parte del Sistema Operativo ed interfacciano i driver Hardware con gli strati superiori della macchina. Spooling system: gestisce le code di stampa attesa

7 File System Gestisce le operazioni di lettura e scrittura delle informazioni su memoria secondaria Le informazioni vengono scritte su file, unità singole di informazione su memoria di massa I file sono contenuti in cartelle o directory strutturate ad albero File System Fornisce all utente una visione astratta dei file su disco: Ogni file ha un nome astraendo dalla sua posizione sul file Insieme di operazioni che si possono fare sui file Strutturare i file in gerarchie ordinate File System Le memorie sono strutturate in cartelle organizzate ad albero Esempio di struttura ad albero L intero file system ha una radice (root) dalla quale è possibile accedere ad ogni file. Ciascun file ha un nome completo o path che, partendo dalla root, include tutte le directory (cartelle) e subdirectory (sotto cartelle) fino al file stesso

8 File System: i file Il nome dei file è composto da: un massimo di 255 caratteri con esclusione dei seguenti: / \? : * < > Si sconsiglia l utilizzo degli spazi nei nomi dei file Un estensione (3 caratteri) che identifica la formattazione del file e l applicazione con la quale può essere aperto Attributi NOME + ESTENSIONE All accensione del computer, compaiono sul monitor diverse schermate bianche su sfondo nero Questo è un processo importante e prende il nome di bootstrap. Il bootstrap program risiede nella ROM (memoria di sola lettura) ed ha il compito di caricare in memoria il Sistema Operativo e di avviarne l esecuzione. 29 Ruoli del sistema operativo: Organizzare tutte le comunicazioni tra l hardware e le applicazioni Gestire l interfaccia grafica che permette all utente di attivare le applicazioni e di vedere i risultati delle elaborazioni Uno dei primi Sistemi Operativi era il DOS, prodotto dalla Microsoft. Aveva un interfaccia utente a linea di comando. Etc. 8

9 Successivamente le interfacce si sono evolute e sono state dotate di icone e finestre (Windows) Ulteriori Sistemi Operativi sono : Unix : nato per grandi computer aziendali e istituzionali Linux : sistema operativo aperto (open source); può convivere con Windows sullo stesso disco; multi-utente e multi-tasking; gratuito. Mac OS X Durante ogni elaborazione il svolge molti compiti tra cui: Controlla il flusso di dati in entrata e in uscita dal computer Garantisce che ogni programma abbia a disposizione le risorse hardware necessarie Assicura che il processore esegua rapidamente le istruzioni Trova dati e programmi memorizzati sul disco rigido o su altre unità periferiche Driver : permettono al computer di gestire le comunicazioni con i dispositivi periferici. Es. Driver di una periferica di rete. Garantisce la sicurezza dei dati Controlla lo stato dei vari dispositivi Il comprende anche il software di rete che consente di collegarsi ad altre postazioni, condividendo con esse dati e risorse. 9

10 Modalità operative di un : Multiutenza : più utenti allo stesso tempo possono lavorare sullo stesso elaboratore tramite terminali ad esso collegati. Multiprogramma (multitasking) : consiste nella possibilità di utilizzare diversi programmi simultaneamente nello stesso PC. L INTERFACCIA GRAFICA Rende possibile la comunicazione tra il computer e l utente. Come già detto i primi Sistemi Operativi avevano un interfaccia a linea di comando. Ciò costringeva l utente a tenere a mente tutti i possibili comandi. Con l avvento di windows questo problema fu superato poiché file e programmi vengono rappresentati tramite un nome ed un immagine (icona). WinZip LE ICONE Tipologie di icone: Programmi: rappresentano l applicazione che possiamo avviare cliccandoci sopra Cartelle: rappresentano le cartelle del File System File di dati: rappresentano documenti creati con programmi di editing o per il calcolo ecc. LE ICONE Tipologie di icone: Collegamenti: consentono di eseguire rapidamente un programma utilizzato di frequente o di aprire un file o una cartella senza dover individuare l'esatto percorso. Possono essere cancellati senza rimuovere il file collegato. Dispositivi: fanno riferimento a dispositivi fisici o logici del sistema. Esempio di dispositivo logico è l icona del cestino; esempio di dispositivo fisico è l icona delle stampanti. 10

11 L INTERFACCIA GRAFICA Desktop Si può paragonare ad una scrivania su cui teniamo gli oggetti più utili e che usiamo più spesso ( nel nostro caso file o programmi). L INTERFACCIA GRAFICA Area di notifica (o Notification Area) L area di notifica presente a destra della barra delle applicazioni visualizza l ora corrente e le icone di alcuni programmi avviati. Per espandere l area di notifica e visualizzare le icone nascoste basta fare un clic sulla freccia L INTERFACCIA GRAFICA FILE SYSTEM Barra del titolo Indica il nome dell applicazione attiva Barra dei menù Contiene i nomi dei menù Barra degli strumenti Visualizza le icone dei comandi usati più di frequente. Barra degli indirizzi Indica il drive attivo e il percorso dell applicazione attiva Directory e Cartelle: grossi raccoglitori nei quali sono contenuti i FILE. In DOS ci riferiamo a directory. In Windows parliamo invece di cartelle. Directory e cartelle hanno una struttura ad albero e possono avere moltissime sottodirectory o sottocartelle. 11

12 Tooltip : suggerimento per chi usa per la prima volta un interfaccia grafica. I pulsanti : sono utilizzati per inviare comandi al computer (immagini che si attivano con il clic sinistro del mouse). Es. Facendo clic col tasto sinistro su start, verrà mostrato un menù, cioè un elenco di comandi. Facendo clic col tasto destro del mouse su un oggetto si aprirà il menù contestuale ( o di scelta rapida). LE FINESTRE Una finestra è un area rettangolare che si sovrappone al desktop e ha un funzionamento autonomo. Anche ad una applicazione aperta corrisponde una finestra. ES. CONNESSIONI DI RETE Questo consente di effettuare numerose operazioni sull oggetto (es. copia, taglia, incolla, rinomina, ). La finestra su cui stiamo lavorando si dice ATTIVA 12

13 IL SOFTWARE APPLICATIVO CATEGORIE DEL SOFTWARE APPLICATIVO (1/3) Applicazioni per il lavoro individuale (produzione di documenti di ogni tipo, eseguire calcoli ) Esempi: IL SOFTWARE APPLICATIVO CATEGORIE DEL SOFTWARE APPLICATIVO (2/3) Applicazioni per comunicare (programmi di posta elettronica, di consultazione web ) Internet explorer Outlook express Suite di applicazioni (pacchetti integrati) MS Word MS Excel Microsoft Office Open Office IL SOFTWARE APPLICATIVO CATEGORIE DEL SOFTWARE APPLICATIVO (3/3) Software per uso personale (es. gestione aziendale) Divertimento e studio (videogiochi, programmi di didattica ) IL DESKTOP Gli oggetti visibili sul desktop possono essere: Programmi (applicazioni) Cartelle Singoli documenti Collegamenti NB: quando si compra un applicazione, bisogna verificarne la compatibilità con l hardware e con il! 13

14 IL DESKTOP IMPOSTAZIONE PROPRIETA DEL MONITOR E DEL DESKTOP IL DESKTOP Il pulsante start e la barra delle applicazioni Baste fare clic col pulsante destro del mouse in una qualunque parte del desktop. Scegliendo l opzione proprietà si può accedere a diverse schede di impostazione tra cui la risoluzione dello schermo e lo sfondo del desktop La barra sul fondo è la barra delle applicazioni, particolarmente utile quando si lavora simultaneamente con diversi programmi IL PANNELLO DI CONTROLLO SPEGNERE IL COMPUTER Consente di controllare la configurazione delle componenti e di modificare le impostazioni di sistema. Da questo pannello si possono ad esempio installare/disinstallare le applicazioni oppure configurare la tastiera o la velocità del mouse Bisogna cliccare sul pulsante Start, fare clic sulla voce Chiudi sessione e poi su Arresta il sistema 14

15 CREARE UNA NUOVA CARTELLA SUL DESKTOP CREARE UN NUOVO DOCUMENTO SUL DESKTOP Clic con il tasto destro sul desktop Nuovo Cartella Digita il nome desiderato e poi premi invio Procedimento analogo al precedente ma, invece che Cartella, scegli Documento di testo. Stessa procedura di prima anche per l assegnamento del nome. RINOMINARE UN FILE O UNA CARTELLA Clic con il pulsante destro del mouse sull icona della cartella o del file desiderato e poi, clic sulla voce Rinomina nel menù che appare. PROPRIETA FILE E CARTELLE Facendo clic col pulsante destro del mouse su una cartella oppure un file, e poi nella voce Proprietà del menù che appare, verrà visualizzata una scheda che riassume le caratteristiche dell oggetto (posizione, dimensioni, data, creazione, ) 15

16 VISUALIZZARE LE DIRECTORY Clic sul pulsante start Una volta apparso il menù, sposta il mouse sull opzione Programmi Sposta il mouse su accessori e fai clic sull opzione esplora risorse. VISUALIZZARE LE DIRECTORY Esplora risorse è un applicazione molto utile che consente di visualizzare tutti i file a cui il computer può accedere. SALVATAGGIO DI UN FILE Es. Creiamo un file di testo con Blocco note; Scriviamo del testo all interno del file; Affinché il testo scritto venga memorizzato, bisogna salvarlo. Fai clic su menù file e scegli l opzione salva. FORMATTARE UN DISCHETTO Necessario quando il dischetto è danneggiato oppure è formattato per un altro sistema operativo. Passi da seguire: Aprire dal desktop Risorse del computer Clic con il pulsante destro sull icona dell unità A: Scegliere l opzione Formatta e fare clic su Avvia Ora scegli il percorso in cui salvare il file e assegnagli un nome. 16

17 LAVORARE CON LE FINESTRE SPOSTARE UNA FINESTRA Basta fare clic sulla barra contenente il titolo del documento e il programma usato per aprirlo e trascinare la finestra nella posizione desiderata. LAVORARE CON LE FINESTRE I TRE PULSANTI IN ALTO A DESTRA Riduce a icona sulla barra delle applicazioni. Ingrandisce la finestra a tutto schermo Chiude definitivamente la finestra LAVORARE CON LE FINESTRE RIDIMENSIONARE UNA FINESTRA Posizionando il mouse su un vertice della finestra si può ridimensionarla a piacere. Basta fare clic e trascinare. LAVORARE CON LE FINESTRE RIDIMENSIONARE UNA FINESTRA Cliccando col tasto destro del mouse sulla barra delle applicazioni è possibile disporre automaticamente le finestre come sovrapposte, affiancate verticalmente o orizzontalmente. 17

18 LAVORARE CON LE FINESTRE LE BARRE DI SCORRIMENTO Utile per far scorrere i contenuti di una finestra. ORGANIZZAZIONE DELLE CARTELLE Per organizzare i documenti nel computer si adotta in genere un struttura ad albero. Consente di classificare i documenti suddividendoli in tante cartelle. Si può far clic sulle freccette Si può agire con il dito sulla rotella del mouse Oppure si può trascinare il blocchetto rettangolare che si trova tra le due frecce ( ascensore ): ORGANIZZAZIONE DELLE CARTELLE ESPLORARE LA GERARCHIA DELLE CARTELLE Quando utilizziamo esplora risorse possiamo visitare la gerarchia delle cartelle. Se compare il segno + a fianco di esse, vuol dire che la cartella contiene una o più sottocartelle. ORGANIZZAZIONE DELLE CARTELLE ESPLORARE LA GERARCHIA DELLE CARTELLE Il simbolo ora si è trasformato in -. Facendo clic su di esso le sottocartelle verranno di nuovo nascoste. Facendo clic su + tali sottocartelle vengono visualizzate. In un qualunque momento si può risalire la gerarchia delle cartelle utilizzando il tasto livello superiore. 18

19 ORGANIZZAZIONE DELLE CARTELLE Per cambiare la visualizzazione del contenuto delle cartelle si può fare clic sul pulsante Visualizza e scegliere la modalità preferita. SPOSTARE,COPIARE,ELIMINARE SPOSTARE TRASCINANDO CON IL MOUSE Supponiamo di voler spostare un documento sul desktop all interno di una cartella: Fare clic sull icona desiderata Trascinare con il mouse fin sopra la cartella desiderata Quando l icona della cartella si evidenzia, rilasciare il tasto del mouse Nota: puoi selezionare più di un file contemporaneamente tenendo premuto il tasto Ctrl mentre fai clic sui file, uno dopo l altro. SPOSTARE,COPIARE,ELIMINARE SPOSTARE,COPIARE,ELIMINARE COPIARE TRASCINANDO CON IL MOUSE Ripetiamo la stessa operazione di trascinamento del file nella cartella con una variazione: Durante l intera procedura teniamo premuto il tasto Ctrl della tastiera. ELIMINARE FILE E CARTELLE Basta fare clic su un file oppure una cartella e premere il tasto Canc della tastiera. TECNICA TAGLIA-INCOLLA Fare clic con il pulsante destro sull icona del file o della cartella da spostare e scegliere la voce Taglia Fare clic sull icona della cartella in cui si vuole spostare il file, sempre con il tasto destro Dal menù che appare,scegliere Incolla Il computer ci chiederà conferma 19

20 SPOSTARE,COPIARE,ELIMINARE TECNICA COPIA-INCOLLA Utilizzando la voce Copia nella tecnica precedente, il risultato sarà una copia dell oggetto inizialmente selezionato. SPOSTARE,COPIARE,ELIMINARE I file e le cartelle che eliminiamo non vengono direttamente cancellati: restano memorizzati nel Cestino. Ciò che si trova nel cestino può essere recuperato (Ripristina), quando non si è sicuri di volerlo eliminare. Se invece ciò che si trova nel cestino non serve più, si può scegliere l opzione Svuota cestino. Naturalmente l operazione successiva è sempre quella di Incolla nella cartella di destinazione. CERCARE FILE E CARTELLE Può capitare spesso di non ricordare in quale cartella si è collocato un documento oppure di dover trovare un particolare file. L interfaccia di Windows fornisce uno strumento di ricerca. Basta scegliere Trova ( Cerca su XP) dal menù Avvio, e scegliere l opzione File e Cartelle. CERCARE FILE E CARTELLE CRITERI DI RICERCA Ricerca in base al nome Ricerca in base al testo contenuto Ricerca in base alla data Ricerca avanzata 20

21 I FILE DI DATI (Contengono le informazioni che i programmi possono elaborare) ALCUNE POSSIBILI ESTENSIONI DEI FILE WINDOWS Quando usiamo un software applicativo creiamo file di dati, per esempio: Documento preparato con un elaboratore di testi.asp.avi.bmp.com.doc.exe.xls pagina web in formato Active Server Pages animazione in formato Video for Windows immagine in formato Bitmap breve programma eseguibile documento in formato Microsoft Word, oppure in formato WordPerfect programma eseguibile foglio elettronico in formato Microsoft Excel Immagine creata con un programma di grafica Tabella creata con un foglio elettronico.html pagina web.ppt presentazione in formato Microsoft PowerPoint.jpeg immagine in formato JPEG.mp3 file audio in formato MPEG Layer 3.mpeg filmato in formato MPEG A seconda delle esigenze, il contenuto dei file di dati può essere visualizzato su schermo, modificato, salvato, stampato oppure inviato ad un altro computer..pdf.sys.tmp.wav.zip documento in formato Adobe Acrobat driver di sistema per MS-DOS file temporaneo file audio in formato standard Windows archivio compresso con PkZip oppure WinZip I FILE DI PROGRAMMA (fanno funzionare il computer e le sue applicazioni) FILE-SORGENTE E FILE ESEGUIBILI Il file-sorgente contiene il codice (istruzioni scritte dal programmatore con un linguaggio di programmazione) Il file-sorgente viene poi compilato, cioè tradotto in linguaggio macchina che il computer interpreta, e che diventa così un file-eseguibile In generale per usare un file eseguibile lo si attiva (o lancia) facendo doppio clic con il mouse sull icona che lo rappresenta *.bat 21