Lezione 1 Informatica

Architettura di un calcolatore

Il calcolatore è un sistema, il sistema è un ente costituito da componenti che interagiscono in maniera integrata. I suoi componenti possono distinguersi in hardware e software. I componenti sfruttano una gerarchia, ogni componente sfrutta i servizi di quello inferiore. (utente-->software applicativo-->software di base-->hardware)

Macchina di Von Neumann

Ha 4 tipologie di componenti:

1. CPU, central processing unit, esegue le istruzioni e svolge funzioni di controllo
2. Memoria centrale, memorizza e fornisce l'accesso ai dati
3. Interfacce di ingresso e uscita, componenti di collegamento alle periferiche
4. Bus, si occupa dei trasferimenti dei dati e dei segnali tra i vari componenti.

Esistono diversi tipi di bus:

• Bus dati, che trasferisce dati,
• Bus indirizzi, trasmette gli indirizzi delle celle che la CPU deve scrivere o leggere,
• Bus di controllo, per trasmettere segnali di controllo per gestire le periferiche.

La CPU è formata da:

• Unità di controllo, che carica le informazioni dalla memoria e ne determina il tipo;
• ALU, per eseguire le istruzioni;
• Registri, sono memorie ad alta velocità usate per immagazzinare risultati temporanei.

Utilizza il ciclo Fetch-decode-execute.

La memoria principale è formata da celle, è chiamata RAM (random access memory) perché ogni cella è indirizzabile, le celle sono numerate in sequenza, specificando l'indirizzo (il numero) di una cella, la CPU sa leggere e modificare il valore del byte.

Software

Si divide in:

• Applicativo, insieme di programmi dedicati a compiti specifici
• Di sistema, insieme di programmi dedicati a compiti comuni a tutti i sistemi di elaborazione
• Di utilità, insieme di programmi di sistema dedicati all'esecuzione delle attività fondamentali di gestione dell'elaboratore.

Il sistema operativo è il programma che controlla l'esecuzione di programmi applicativi e agisce come interfaccia tra applicazioni e hardware.

Il sistema operativo è formato da diversi componenti:

• Interfaccia utente, dedicata all'interazione con l'utente.
• Kernel, è il nocciolo del sistema operativo, insieme di programmi preposti a svolgere le operazioni base per il funzionamento.

Esistono diversi tipi di interfaccia utente, il GUI è il paradigma più recente basato su finestre o pulsanti. Invece il CLI è utile per operazioni ripetitive, basata su comandi digitali a tastiera. L'interazione tra utente e kernel si può fare in due modi:

• Tramite shell, con messaggi testuali
• Con GUI, è l'evoluzione, si usano rappresentazioni grafiche, cioè icone.

Il kernel è composto da diversi elementi:

• Memory manager, con il compito di gestire la memoria principale del computer,
• Process manager, con il compito di coordinare l'esecuzione dei processi,
• File manager, con il compito di coordinare l'uso e le funzionalità delle memorie di massa,
• Driver periferiche, sono programmi preposti all'interazione con i dispositivi collegati all'elaboratore.

File system

Un file è l'astrazione di un archivio di dati, il file system è l'insieme dei file. Il file system è composto da:

• File, unità logiche di memorizzazione
• Directory, insieme di informazioni per organizzare informazioni sui file.

Un file ha: nome, tipo, posizione o dimensione, data, ora, proprietà, protezione (anche le directory hanno queste informazioni). L'insieme dei file e directory è organizzato ad albero. Il file system di Windows è una foresta di alberi, ogni drive è la radice di un albero. Per trovare i file all'interno di un albero bisogna scrivere dei percorsi, che possono essere completi o relativi. Le informazioni associate ad un file come data e ora, proprietario e i permessi sono chiamati meta dati.