Informatica per Igienisti Dentali LEZIONE 1 Il computer 1 Lezione 1. Il calcolatore INTRODUZIONE 2 Lezione 1. Il calcolatore L’informatica È la disciplina scientifica che studia • I calcolatori 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 Lezione 1. Il calcolatore 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 Lezione 1. Il calcolatore 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 Lezione 1. Il calcolatore 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 Lezione 1. Il calcolatore 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 Lezione 1. Il calcolatore Tassonomia:classi • Supercalcolatori • 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 Lezione 1. Il calcolatore Nel corso di queste lezioni ci occuperemo esclusivamente di personal computer 9 Lezione 1. Il calcolatore 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 Lezione 1. Il calcolatore 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 Lezione 1. Il calcolatore ALCUNI ASPETTI della ARCHITETTURA DEL PC 12 Lezione 1. Il calcolatore Distinzione HW/SW • Hardware: equipaggiamento fisico del computer. Parte attiva: processore Parte passiva: memoria, canali di comunicazione, dispositivi I/O 13 Lezione 1. Il calcolatore 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 Lezione 1. Il calcolatore Struttura hw del computer periferiche Memoria centrale CPU bus 15 Lezione 1. Il calcolatore La scheda madre Dispositivi memorizzazione permanente porte bus Slot espansione CPU Memoria centrale 16 Lezione 1. Il calcolatore 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 Lezione 1. Il calcolatore Software Sw di sistema. programmi Sw applicativo: per gestire il computer e utilizzarne le risorse: programmi destinati all’utente finale ESEMPI • • • • • • • • • • • • Sistema operativo Compilatori Driver di I/O Interfaccia con l’utente ... 18 ESEMPI Videoscrittura Compilazione 740 Gestione biblioteca Visualizzazione molecole Controllo impianto industriale Sequenziazione genoma … Lezione 1. Il calcolatore 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 Lezione 1. Il calcolatore Schema generale 20 Lezione 1. Il calcolatore 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 Lezione 1. Il calcolatore 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 Lezione 1. Il calcolatore Sistemi operativi per PC I sistemi operativi per personal computer più diffusi sono: • Windows (Microsoft) • Linux (freeware) • MacOS (Apple) 23 Lezione 1. Il calcolatore A) Il file system Il file system è la componente del sistema operativo preposta alla gestione delle informazioni permanenti, che risiedono su disco. 24 Lezione 1. Il calcolatore B) L’interfaccia utente • A caratteri (o testuale) il sistema operativo accetta comandi sotto forma di linee di testo Es.: copy file1 file2 • Visuale si agisce con un sistema a finestre ed icone, tramite il mouse, come vedremo nel caso di Windows 25 Lezione 1. Il calcolatore 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 Lezione 1. Il calcolatore 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 Lezione 1. Il calcolatore 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 Lezione 1. Il calcolatore 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 Lezione 1. Il calcolatore Struttura logica del file system Esempio root applicazioni videoscrittura Cartella sistema Lezioni informatica prima settimana accesso a Internet lezione 30 seconda settimana laboratorio Lezione 1. Il calcolatore 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 Lezione 1. Il calcolatore 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). • Il gestore del sistema è un utente privilegiato (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 Lezione 1. Il calcolatore 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 Lezione 1. Il calcolatore 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 Lezione 1. Il calcolatore Visualizzazione del file system • Quando si accende il personal computer ci si trova davanti una scrivania (desktop) su cui compaiono cartelle e documenti. • Ogni sistema operativo visualizza in modo particolare i contenuti del file system. 35 Lezione 1. Il calcolatore 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 Lezione 1. Il calcolatore 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 Lezione 1. Il calcolatore 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 creato con un traduttore, 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 Lezione 1. Il calcolatore