Pisano : lezione del 12/12/2008

architettura dei sistemi
informatici
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Componenti basi di un computer
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Struttura di un sistema
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Sistemi per BD >> Introduzione >> Sistema Informativo
Architettura dei Sistemi Informatici
 I sistemi informatici sono presto stati
considerati fondamentali nelle grandi
organizzazioni
 Esistono da prima che esistessero i
DBMS
 Erano basati su un’architettura
diversa rispetto a quella attuale
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Sistemi per BD >> Introduzione >> Sistema Informativo
Architettura Tradizionale dei S. I.
 Applicazioni e file
Applicazione n.1
Es: dati nascite
Disco
Applicazione n.2
File A
Es: certif. elettorali
File B
File C
Applicazione n.3
Es: erogazione contr.
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Sistemi per BD >> Introduzione >> Sistema Informativo
Problemi ed Esigenze
 Dimensioni dei dati
 Efficienza
 Condivisione dell’accesso
 ridondanza
 Affidabilità
 Sicurezza
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Database Management System
(DBMS)
Sistemi per BD >> Concetto di DBMS
 Sistema per gestire
 grandi collezioni di dati persistenti
in modo
 efficiente
garantendo servizi di:
 condivisione
 affidabilità
 sicurezza
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Sistemi per BD >> Concetto di DBMS
Architettura Moderna dei S.I.
 Architettura basata su DBMS
Appl. n.1
Appl. n.2
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DBMS
(servizi)
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Base di Dati
(dati)
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Sistemi per BD >> Concetto di DBMS
Servizi di un DBMS
Condivisione
 riduzione di ridondanze
(inconsistenze)
 gestione della concorrenza
Esempio:
 un’unica collezione di dati
(“cittadini”) a cui accedono tutte le
applicazioni
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Sistemi per BD >> Concetto di DBMS
Servizi di un DBMS
Affidabilità
 recupero dei dati in caso di guasti
Esempio:
 in caso di malfunzionamento
(alimentazione, rottura del disco) i
dati possono essere recuperati
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Sistemi per BD >> Concetto di DBMS
Servizi di un DBMS
Sicurezza
 meccanismi di protezione
dell’accesso
 meccanismi di autorizzazione
Esempio:
 l’accesso ai dati dei cittadini è
protetto agli utenti non autorizzati
 gli utenti autorizzati (impiegati)
hanno diversi livelli di autorizzazione
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Sistemi per BD >> Concetto di DBMS
Caratteristiche di un DBMS
Efficienza
 utilizzo di risorse di calcolo
 relativa alla complessità dei servizi
Efficacia
 centralizzazione dei servizi
 miglioramento della produttività
 semplicità della scrittura di
applicazioni
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Sistemi per BD >> Concetto di DBMS
Figure Coinvolte
utenti finali
utenti
casuali
applicazioni
programmatori
applicativi
DBMS
amministratori
Base di Dati
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Sistemi per BD >> Concetto di DBMS
Alcuni Esempi di DBMS
 Commerciali, Fascia alta
IBM DB2, Oracle, Microsoft SQL Server,
Sybase
Commerciali, Fascia bassa
Microsoft Access, FileMaker
 Open Source
MySQL (www.mysql.com)
PostgreSQL (www.postgresql.org)
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Storia ed evoluzione delle
architetture dei sistemi informatici
Dai sistemi centralizzati ...
 nati negli anni ‘50 e sviluppati negli anni‘60
e ’70
 legati all’affermarsi delle tecnologie
deimainframe, dei sistemi operativitimesharing, dei file system e deiDBMS (Data
Base Management System)centralizzati
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ai sistemi distribuiti!
 negli anni ‘70 e ‘80 nascono nuove
tecnologie, più economiche, versatili e
facili da usare: mini e micro elaboratori,
LAN, DBMS relazionali, architetture
client/server, interfacce grafiche
(GUI,Graphical User Interface)
 crisi del modello centralizzato:
informatica “diffusa”
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Decentralizzazione
Dovuta a crollo dei prezzi dell’hardware e delle
relative licenze software maggiore scalabilità,
continuità e qualità del servizio da parte dei
sistemi distribuiti rispetto a quelli centralizzati
possibilità di scegliere e combinare componenti
provenienti da diversi fornitori: flessibilità ed
autonomia
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Sistema centralizzato
Detto anche “architettura mainframe”
 Tutta l’intelligenza è nell’elaboratore centrale
(host)
 Gli utenti interagiscono tramite un terminale
che cattura i comandi e li trasmette all’host
 Limiti: interfacce grafiche difficili da
supportare, accesso problematico a database
geograficamente distribuiti
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Sistema distribuito
 Un sistema è distribuito quando si
verifica almeno una delle due condizioni
 le applicazioni, fra loro cooperanti,
risiedono su più nodi elaborativi:
elaborazione distribuita
 il patrimonio informativo (dati), unitario,
è ospitato su più nodi elaborativi: base
di dati distribuita
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Sistema distribuito
 È un insieme di nodi elaborativi connessi in qualche
modo (LAN - Local Area Network, WAN - Wide Area
Network, ...)
 Ciascun nodo è in grado di comunicare con alcuni
degli altri nodi
 I programmi in esecuzione su ciascun nodo sono in
grado di condividere le proprie informazioni e di
richiedere l’esecuzione di altri programmi da parte
di altri nodi
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Sistema distribuito
 È costituito da un insieme di
applicazioni
 logicamente indipendenti
 che collaborano per il perseguimento
di obiettivi comuni
 attraverso una infrastruttura di
comunicazione hardware e software
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Sistema distribuito
 Le applicazioni sono caratterizzate dal ruolo che
svolgono nel sistema
 Cliente (Client): quando l’applicazione utilizza dei
servizi messi a disposizione da altre applicazioni
 Servente (Server): quando l’applicazione fornisce
servizi usati da altre applicazioni
 Attore (Actor): quando l’applicazione in contesti
diversi assume sia il ruolo di cliente sia il ruolo di
servente
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Il paradigma client-server
 Client: utente del servizio
 Server: fornitore del servizio
 Client e server non hanno senso senza un
protocollo di comunicazione che
 definisca le possibili interazioni fra client e
server
 specifichi i dettagli di ogni interazione
 definisca le condizioni di errore e le azioni da
svolgere in conseguenza
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Numero
accessi
Accessi
Carico
Tempo
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Sistemi client-server
 Caso particolare di sistema distribuito
 un client invia una richiesta ad un server
per l’esecuzione di un compito (task)
 Un task può consistere semplicemente
nel richiedere delle informazioni, o
nell’eseguire elaborazioni complesse
 Il server può essere a sua volta il cliente
di un altro servizio
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 Proprietà dei sistemi client-server
 Client and server sono processi
separati che possono essere eseguiti
 sullo stesso elaboratore
 su elaboratori diversi
 I processi possono nascondere alcune
informazioni interne
 Client e server comunicano attraverso
un protocollo
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Interoperabilità
 consente ai sistemi di scambiarsi le
informazioni chiave
 richiede la definizione di formati
standard per le informazioni da
Scambiare
 richiede la definizione di formati
standard per i messaggi
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Termini chiave
 Portabilità
 un sistema appartenente ad un ambiente può
essere installato altrove ...
 ... all’interno della stesso ambiente Hardware
 ... all’interno dello stesso ambiente software
(sistema operativo)
 ... all’interno dello stesso ambiente di rete
 ... all’interno dello stesso ambiente di gestione
delle basi dati
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Termini chiave
Integrazione
 condivisione e scambio delle
informazioni senza intervento esterno
 consistenza nel comportamento e
nella presentazione
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Termini chiave
Trasparenza
 l’utente può leggere dei dati da un sito senza
sapere dove si trova
 l’utente può aggiornare i dati senza sapere se i
dati sono duplicati o meno
 l’utente può far eseguire un task senza sapere
se sono coinvolti più siti, e dove si trovano
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Termini chiave
Sicurezza
 gli utenti sono protetti dalle azioni degli
altri utenti
 gli utenti sono protetti dagli agenti
Esterni
 durante le comunicazioni i dati sono
protetti: non possono essere letti,
modificati o cambiare “autore”
 l’accesso ai dati e ai sistemi è adeguato
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Esempio: World Wide Web
 Il Web è una ragnatela di documenti
 Il server mantiene localmente un
insieme di documenti e su richiesta
invia al client (browser Web) un
documento testo, immagine, suono,
filmato, ... Alcuni tipi di script
chiedono al server di eseguire un
programma (es. script CGI)
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Le tre componenti dell’architettura
Interfaccia utente (User System Interface)
 obiettivo: presentare le informazioni all’utente
Gestore dei processi o logica (Processing
Management)
 obiettivo: controllare l’esecuzione dei processi
(elaborazioni)
Gestore della base dati (DataBase
Management)
 obiettivo: consentire l’accesso ai dati
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