Appunti di Sistemi informativi

Inquadramento strategico del sistema informativo aziendale e infrastruttura dei sistemi informativi

Sistema informativo e sistema informatico

Per sistema informativo si intende l'insieme di dati, strumenti e applicazioni, persone e processi che permettono a un'azienda di disporre delle informazioni necessarie allo svolgimento del proprio business. In altri termini, il sistema informativo permette all'azienda di disporre delle informazioni necessarie al posto giusto e al momento giusto, nonché di elaborare, archiviare e trasmettere dati.

Un sistema informatico invece è la parte automatizzata di un particolare sistema informativo, in cui le informazioni vengono raccolte e trattate in maniera digitale con l'ausilio di strumenti informatici. Ne deriva che un sistema informatico è un sottoinsieme di un sistema informativo.

Dati, informazione e conoscenza

• Dati: sono la materia prima grezza che i sistemi informativi elaborano per produrre informazioni. La loro funzione è quella di rappresentare determinati accadimenti tramite simboli come lettere e numeri. Il dato rappresenta un elemento neutrale al quale deve essere applicato un processo di elaborazione e interpretazione al fine di trasformarlo in informazione. Per la loro semplicità i dati sono facilmente strutturabili e gestibili dal sistema informativo.
• Informazione: è la manipolazione dei dati al fine di ottenere la loro trasformazione in una forma significativa utile ad un certo scopo. L'elaborazione dei dati richiede un'unità di analisi e la mediazione umana.
• Conoscenza: consiste nell'insieme di informazioni che vengono rielaborate dall'uomo sulla base della propria esperienza, proprio a causa di questa sua soggettività l'esperienza è difficile da gestire e trasferire da parte del sistema informativo.

Gli strumenti e le applicazioni

In funzione dei settori e degli specifici problemi a cui vengono applicate, si possono individuare diverse tipologie di tecnologie:

• IT (Information Technology): è l'insieme delle tecnologie che abilitano e supportano l'elaborazione dei dati e la gestione automatizzata dell'informazione.
• ICT (Information & Communication Technology): è l'insieme di strumenti e applicazioni che combinano la capacità di elaborazione e immagazzinamento dei dati con la capacità di trasmissione dei dati e delle informazioni.
• ICMT (Information, Communication & Media Technology): è l'integrazione dell'ICT con i media, che si sta profilando sempre di più oggigiorno.

Le persone e i processi

L'ambiente organizzativo all'interno del quale operano i sistemi informativi è costituito da:

• Persone:
  • Utenti: sono coloro che usano il SI e ne sfruttano i benefici.
  • Funzione sistemi informativi: sono coloro che sono coinvolti nella progettazione, nell'implementazione e nella manutenzione del SI.
• Processi: sono un insieme ordinato di attività che le organizzazioni eseguono per il raggiungimento degli obiettivi aziendali.

Evoluzione delle architetture ICT

La storia dell'ICT in termini di architetture vede 4 fasi evolutive:

• Architettura centralizzata o mainframe based:
  • Batch (fine anni '50 - inizio anni '70): fa riferimento alle prime introduzioni nelle aziende di sistemi di calcolo, i cosiddetti mainframe. L'elaborazione e il trasferimento delle informazioni avveniva a lotti in modalità posticipata. (es. l'aggiornamento dei c/c in seguito alla riscossione di un assegno avveniva nella notte e il giorno seguente il conto era aggiornato).
  • Real time (inizio anni '70 - metà anni '80): è caratterizzata dall'accesso ai grandi calcolatori anche da postazioni remote, grazie ai primi "dumb terminal", i monitor e le tastiere che grazie a connessioni rete proprie permettevano il trattamento informatico dei dati in tempo reale. Con questa tecnologia la clientela può avere evidenza delle operazioni effettuate in tempo reale. (es. aggiornamento istantaneo dei conti bancari, prenotazione di un biglietto aereo).
• Architettura distribuita o client-server:
  • PC Revolution (metà anni '80 - fine anni '90): la struttura dei PC permette di rendere distribuita l'elaborazione delle informazioni all'interno delle organizzazioni. L'introduzione del PC comportò un aumento degli investimenti in software e hardware ampiamente superiori di quelli per un dumb terminal.
  • Cloud Computing (oggi): fa riferimento a internet e alla possibilità offerta da quest'ultimo di sviluppare architetture con nuove potenzialità in termini di connessioni intra e inter organizzative. I personal computer sono dotati di software minimali e una grande capacità di connessione alla rete attraverso cui poter accedere velocemente ad applicazioni e informazioni, disponibili in ogni luogo e in ogni momento.

A ognuna delle 4 fasi corrisponde un sostanziale cambiamento nelle modalità di gestione e organizzazione del lavoro.

L'infrastruttura dei sistemi informativi

Infrastruttura hardware

Hardware è l'insieme delle componenti tangibili degli elaboratori. Un hardware è genericamente classificato secondo 4 categorie:

• Tecnologie di input: sono utilizzate per introdurre dati in un computer.
• Tecnologie di output: presentano i dati elaborati all'utente in modo comprensibile e usabile. Queste tecnologie vengono suddivise in output video (monitor e proiettori), stampanti e plotter (stampanti a inchiostro, laser, multifunzione, 3D), e output audio (casse acustiche).
• Tecnologie di elaborazione: si occupano di trasformare gli input in output.
• Tecnologie di memorizzazione: consentono la memorizzazione permanente di dati e file. Sono tecnologie di memorizzazione gli hard disk (o disco fisso), i nastri magnetici, i floppy disk, i dischi CD-ROM, DVD e blu-ray disk e i memory stick (es. USB).

Il codice binario

Sono segnali analogici quando i valori utili che lo rappresentano sono continui (infiniti); questo segnale è paragonabile a un'onda e trasmette un ampio spettro di informazioni. È un segnale molto sensibile alle interferenze e quindi il messaggio che porta è facilmente modificabile.

I segnali digitali (da digit che significa numero) si basano sul sistema binario, questi segnali sono meno sensibili alle interferenze e più precisi nella trasmissione del messaggio. La lingua dei computer si chiama linguaggio macchina, in tale linguaggio, le istruzioni che il computer deve eseguire e i dati che deve elaborare sono rappresentate utilizzando il codice binario.

Ogni circuito elettrico che si trova all'interno dei microprocessori si basa essenzialmente sulla presenza/assenza di segnale elettrico. Tutti i dispositivi rispecchiano perciò questo dualismo del segnale che ben si adatta alla logica della matematica binaria. Le singole cifre binarie 1 (presenza) e 0 (assenza) vengono definite bit: un bit è la più piccola unità di informazione che un computer è in grado di elaborare. Otto bit consecutivi equivalgono ad un byte, il quale può assumere tutti gli stati delle 256 possibili combinazioni di 1 e 0.

Dal byte derivano dei multipli:

I computer attuali sono in grado di tradurre in codice binario molti tipi di dati, tra cui parole, fotografie, suoni e video. Quando si digita una lettera su una tastiera, i dati vengono elaborati e visualizzati sullo schermo in una forma che ci appare comprensibile; il codice binario che il computer effettivamente usa rimane nascosto alla nostra vista. Ciò che rende possibile questa codifica è l'utilizzo del sistema di codifica ASCII, un codice convenzionale che associa ad ogni byte un carattere di tipo alfabetico, un numero da 0 a 9 oppure un simbolo. ASCII standard include i primi 128 byte, ASCII estesa include anche i byte successivi fino al 256°.

Il sistema di codifica UNICODE è stato inventato con l'idea di adottare un sistema che permetta di avere in una singola tabella tutti gli elementi grafici necessari alla maggior parte delle lingue del mondo. Esso usa 2 byte (16 bit) e può sfruttare fino a 65 536 possibili combinazioni, tuttavia i file in Unicode risultano di dimensioni raddoppiate.

Le componenti delle tecnologie di elaborazione

L'unità centrale di un personal computer è formata da un processore (CPU) e una memoria centrale (RAM).

1. CPU (Central Processing Unit): è il dispositivo che interpreta ed esegue le istruzioni, elabora i dati, gestisce e coordina la comunicazione delle periferiche hardware e lo scambio di dati tra di essere e ne controlla il funzionamento. Essa può essere Dual Core, Quad-Core o Eight Core. La CPU è costituita da 3 elementi principali:
   • L'ALU (Arithmetic and Logic Unit): esegue tutte le operazioni aritmetiche e logiche necessarie allo svolgimento delle elaborazioni.
   • L'unità di controllo: decifra e interpreta ogni istruzione che vi viene memorizzata e poi la esegue.
   • I registri: sono celle di memoria interne alla CPU, dove sono momentaneamente memorizzati i dati correntemente in uso durante l'elaborazione e le istruzioni in esecuzione. (Il numero di registri e la loro capacità sono un parametro prestazionale)

Legge di Moore. Gordon Moore, fondatore di Intel, ipotizzò che il numero di transistor che potevano essere inseriti in un microprocessore, e quindi le sue prestazioni, sarebbe raddoppiato periodicamente (ogni 18 mesi).

Il ciclo di elaborazione di un'istruzione è il seguente: il processore preleva un'istruzione dalla memoria RAM e la copia nei suoi registri, quindi interpreta ed esegue l'istruzione e infine memorizza il risultato parziale nuovamente nei registri. Ogni computer possiede un CLOCK (è un parametro prestazionale), cioè un temporizzatore che emette segnali a intervalli regolari con cui scandisce l'esecuzione del ciclo di elaborazione.

2. RAM (Random Access Memory): è la componente principale della memoria centrale, essa consente di memorizzare temporaneamente i dati in corso di elaborazione, le istruzioni dei programmi applicativi e del software di sistema in esecuzione. La RAM è una "memoria di lavoro" utilizzata dalla CPU durante i cicli di elaborazione ed è temporanea o volatile: quando si spegne il computer tutte le informazioni contenute in esse vengono perse. La capacità della memoria della RAM si misura in byte o megabyte (è un parametro prestazionale).

CPU e RAM comunicano attraverso i FRONT-SIDE BUS (FSB), collegamenti elettronici situati sulla scheda madre del computer che consentono lo scambio di dati tra queste due componenti.

La ROM (Read Only Memory) è una memoria contenente dati e istruzioni fisse e non modificabili. Essa è utilizzata per i programmi e le istruzioni caricate automaticamente all'avvio. (es. BIOS, programma eseguito automaticamente all'avvio e allo spegnimento del computer)

La CACHE (L1 e L2) è una memoria veloce in cui vengono conservate le istruzioni e i dati che il microprocessore utilizza con maggiore frequenza.

La memoria virtuale è uno spazio libero su disco che viene utilizzato per estendere la capacità della RAM.

Infrastruttura software

Un software è un programma, o insieme di istruzioni, tramite le quali il computer esegue determinate funzioni di elaborazione: il software è dunque rappresentato da elementi intangibili. I due tipi fondamentali di software sono:

• Software di sistema: insieme di programmi che controllano le operazioni fondamentali per la gestione del computer. Il sistema operativo o software di base (es. Windows, MAC, Linux) coordina l'interazione tra i dispositivi hardware, le periferiche, i software applicativi e gli utenti. Parte del sistema operativo sono anche i cosiddetti driver, moduli dedicati alla gestione delle periferiche, e gli utility software, i quali forniscono funzionalità aggiuntive al sistema operativo e includono software antivirus, screen saver, di backup, di ripristino.
• Software applicativo: svolge una specifica funzione e non serve per far funzionare l'hardware. Ogni programma applicativo interagisce con il software di sistema, il quale a sua volta interagisce con l'hardware del computer.

Infrastruttura di comunicazione

Uno dei motivi per i quali i sistemi informativi nelle organizzazioni sono diventati così importanti è la capacità di interconnessione che consente alle persone, interne ed esterne all'organizzazione, di comunicare e collaborare reciprocamente. L'infrastruttura che supporta tutto ciò è costituita dall'hardware, dal software e dalle reti che agevolano l'interconnessione dei computer.

Una rete informatica è rappresentata dal collegamento tra due o più computer attraverso un mezzo trasmissivo al fine di effettuare una trasmissione di dati. Tutte le reti informatiche necessitano di tre elementi costitutivi:

• Almeno due computer (o dispositivo): un mittente e un destinatario.
• Un mezzo o linea di trasmissione per l'invio del messaggio.
• Un protocollo che definisca le regole di comunicazione tra il mittente e il destinatario.

Mezzi di trasmissione via cavo

• Doppino in rame (es. sistema telefonico).
• Cavo coassiale (es. tra televisione e antenna).
• Fibra ottica (es. cablaggio in banda larga).

Mezzi di trasmissione wireless

• Raggi a infrarossi (es. telecomando della tv).
• Segnali radio ad alta frequenza (es. Wi-Fi).
• Sistemi a microonde (es. comunicazioni satellitari, GPS).

Tipologie di rete classificate

In una rete con architettura client-server, i computer connessi possono avere ruolo di server o di client. Un server è un computer connesso alla rete che rende disponibile l'accesso a file, dati, documenti, altre risorse informatiche e fornisce servizi agli utenti della rete. In generale, il server dispone di un processore più avanzato, una maggiore quantità di memoria, una memoria cache più grande e più spazio di memorizzazione su disco rispetto alla normale stazioni di lavoro per singolo utente. Un client è un computer, per esempio un PC in rete, che richiede servizi al server. Di solito ad ogni client corrisponde un solo utente, mentre molti utenti condividono un server. Oggi nelle aziende si tende ad utilizzare reti centrate sui server, nelle quali server e client hanno ruoli definiti.

Tuttavia, a casa e negli uffici di piccole dimensioni si trovano spesso le cosiddette reti peer-to-peer che consentono a qualsiasi computer o dispositivo in rete di fornire e richiedere i servizi. Un peer è dunque un computer che può comportarsi sia da client che da server a seconda dell'esigenza e quindi richiedere o fornire servizi.

Tecniche di commutazione

Internet si affida alla tecnologia denominata commutazione di pacchetto per trasferire i dati e le informazioni tra le reti. La commutazione di pacchetto si basa su un concetto di trasmissione "a turno" e consente a milioni di utenti di inviare contemporaneamente insieme grandi e piccoli di dati su Internet. Il messaggio prima di essere spedito viene diviso in pacchetti di dimensioni più ridotte e viene aggiunto a ciascuno di essi un header in modo da farlo diventare un'entità autonoma. L'header contiene gli indirizzi del mittente e del destinatario e il numero progressivo che individua la posizione dentro il messaggio. Ogni pacchetto è un'entità informativa autonoma e per arrivare a destinazione segue di volta in volta un percorso deciso in base allo stato della rete. Il vantaggio di questa tecnica è che un computer può evitare la congestione di rete attraverso l'invio dei pacchetti su percorsi diversi.

Internet

In senso tecnico Internet è un network di computer-network: infatti è costituita da una serie di reti connesse tra loro (private, pubbliche, aziendali, universitarie, commerciali). Le reti sono interconnesse in senso fisico (wired e wireless) e in senso logico (distribuite network); esse trasportano i dati e li indirizzano su una pluralità di dispositivi terminali facendo ricorso al medesimo gruppo di protocolli.

I protocolli più utilizzati sono:

• Protocollo IP: regola la trasmissione dei pacchetti di dati che viaggiano sulla rete (es. decide quanto sono grandi i pacchetti, come sono fatti).
• Protocollo TCP: regola come le informazioni vengono trasportate (es. quanti pacchetti alla volta, come capire se i pacchetti sono stati ricevuti correttamente, con i re inviarli).
• Protocollo HTTP: è il linguaggio in cui si parlano client e server, in particolare con cui il client fa le domande e il server dà le risposte.

L'instradamento e la consegna dei datagrammi sono possibili, perché a ogni computer e router connessi a Internet viene assegnato un indirizzo univoco, l'indirizzo IP. Gli indirizzi IP servono a identificare tutti i computer e i dispositivi presenti su Internet. L'indirizzo IP è un codice costituito da quattro numeri da zero a 255 che individua univocamente un terminale collegato ad Internet.