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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