Domande di teoria informatica

Tipi di dischi ottici

Esistono diversi tipi/caratteristiche: CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD, DVD-RAM. CD (Compact Disk) proposto nel 1980 per sostituire i dischi di vinile per la musica, la lettura di un CD avviene tramite un laser a bassa potenza che manda una luce infrarossa sul disco, i pit appaiono come cunette sulla superficie piatta, i passaggi pit-land o land-pit indicano un 1, la loro assenza indica 0; la velocità lineare è costante, circa 122 cm/s.

I CD-ROM (Compact disk – Read Only Memory) introdotto dalla Phlips e dalla Sony nel 1984, usato per memorizzare dati digitali, più che semplice musica; rispetto ai CD i CD-ROM hanno: stesse dimensioni, stesso processo produttivo, migliore capacità di correggere gli errori.

CD-R e CD-RW (Compact Disk Recordable), introdotti con la masterizzazione degli anni ’90, sono dischi ottici riscrivibili, utilizzati soprattutto per backup.

I DVD (Digital Versatil Disk) rappresentano un’evoluzione tecnologica in quanto possiedono una

maggiore densità di memorizzazione dei dati (capacità fino a 17 GB), utilizzati per dati video.

Le infrastrutture software

• Sistema operativo: Il sistema operativo è un complesso di programmi concepiti per gestire in modo ottimale le risorse fisiche del sistema informatico, comprendono programmi di utilità, che mirano a semplificare le interazioni dell'utente col sistema. Il sistema operativo rende utilizzabili le risorse fisiche presenti nel sistema informatico attraverso funzioni secondarie:
• Garantisce correttezza e precisione nell'elaborazione e nella trasmissione dell'informazione;
• Permette all'utente di accedere alle informazioni in ogni luogo e in ogni momento;
• È affidabile, disponibile, e garantisce la sicurezza dei sistemi;
• Assicura la privacy dei dati;
• Consente l'interoperabilità tra dispositivi forniti da diversi produttori;
• Supera la difficoltà legata

Gestione delle risorse: assegnazione e controllo dell'uso delle risorse del sistema, come la memoria, la CPU e i dispositivi di input/output− Gestione dei processi: creazione, esecuzione e terminazione dei processi− Gestione della memoria: allocazione e deallocazione della memoria per i processi− Gestione dei file: creazione, lettura, scrittura e cancellazione dei file− Gestione della rete: gestione delle connessioni di rete e del trasferimento dei dati− Gestione della sicurezza: controllo degli accessi e protezione dei dati• Tipi di sistemi operativi: Esistono diversi tipi di sistemi operativi, ognuno con caratteristiche e funzionalità specifiche. Alcuni esempi sono:− Sistemi operativi desktop: progettati per l'utilizzo su computer personali, offrono un'interfaccia grafica utente (GUI) e supportano applicazioni di produttività come elaboratori di testi, fogli di calcolo e browser web.− Sistemi operativi server: progettati per gestire le risorse di un server, come la gestione dei file, la gestione dei database e la gestione delle connessioni di rete.− Sistemi operativi embedded: progettati per essere incorporati in dispositivi elettronici, come telefoni cellulari, televisori e dispositivi di controllo industriale.− Sistemi operativi in tempo reale: progettati per gestire sistemi in cui il tempo di risposta è critico, come sistemi di controllo industriale, sistemi di navigazione e sistemi di sicurezza.• Evoluzione dei sistemi operativi: I sistemi operativi sono evoluti nel corso degli anni, passando da sistemi operativi a riga di comando a sistemi operativi con interfaccia grafica utente. Alcuni sviluppi importanti includono l'introduzione dei sistemi operativi multitasking, che consentono l'esecuzione simultanea di più programmi, e dei sistemi operativi multiprocessore, che supportano l'esecuzione su più processori contemporaneamente. Inoltre, i sistemi operativi moderni sono diventati sempre più sicuri, con funzionalità come il controllo degli accessi e la crittografia dei dati.

Archiviazione di dati e programmi: organizzazione logica dei dati in cartelle e file - Controllo di accesso: meccanismi di protezione e politiche di risoluzione di conflitti d'uso - Contabilizzazione: monitoraggio dell'uso delle risorse per ottimizzare i tempi di risposta dei programmi interattivi o fatturare i costi di impiego del sistema - Gestione dei malfunzionamenti: rilevamento e risoluzione di malfunzionamenti dovuti a guasti hardware oppure a operazioni scorrette del software applicativo.

Vantaggi del sistema operativo: Tali vantaggi sono legati alla possibilità di definire modalità standard di interfacci con dispositivi fisici, cosicché sia possibile: sviluppare programmi in modo semplice, indipendentemente dallo specifico calcolatore su cui viene fatto funzionare il sistema operativo; aggiornare il software di base e l'hardware in modo trasparente ai programmi applicativi e all'utente, senza che siano influenzati dall'operazione.

Il sistema operativo fornisce diverse visioni: dall'alto, fornisce un'interfaccia che semplifica l'utilizzo delle risorse della macchina; dal basso, gestisce diverse parti di un sistema complesso, allocando in modo ordinato le diverse risorse.

• Elementi di un sistema operativo:

Un sistema operativo è definito come un insieme di programmi impiegato per controllare altri programmi contemporaneamente; dunque il sistema controllore (sistema operativo) e il sottosistema controllato sono analoghi. Il sistema operativo è costituito da vari elementi che interagiscono tra loro per coordinare l'accesso alle risorse da parte degli utenti e del software applicativo:

1. Sistema di gestione del processore: gestisce l'unità centrale di elaborazione, la CPU e i programmi da eseguire
2. Sistema di gestione della memoria: gestisce l'allocazione in memoria di programmi contemporaneamente in esecuzione, garantendo a ciascuno di essi l'accesso

modalità utente, e si limitano a svolgere specifiche funzioni per l'utente finale. Il sistema operativo svolge funzioni di base come la gestione delle risorse hardware, la gestione dei processi, la gestione della memoria e la gestione dei file. Le applicazioni, d'altra parte, sono programmi specifici che vengono eseguiti sopra il sistema operativo per svolgere compiti specifici come l'elaborazione di testi, la creazione di grafici, la gestione dei dati, ecc. Il sistema operativo fornisce un'interfaccia tra l'utente e l'hardware del computer, consentendo all'utente di interagire con il sistema e di utilizzare le risorse hardware in modo efficiente. Le applicazioni, invece, sono progettate per soddisfare le esigenze specifiche dell'utente finale, offrendo funzionalità specifiche e facilitando l'esecuzione di determinate attività. In sintesi, il sistema operativo è il software di base che gestisce e controlla il funzionamento del computer, mentre le applicazioni sono programmi specifici che vengono eseguiti sopra il sistema operativo per svolgere compiti specifici.

modalità utente, non possono decidere autonomamente come e quando avere accesso alle risorse del sistema.

• L'evoluzione dei sistemi operativi: I primi calcolatori elettronici, introdotti nella seconda metà degli anni Quaranta del Novecento, non prevedevano sistemi operativi, il software applicativo doveva gestire anche l'hardware, quindi il programmatore doveva gestire direttamente l'hardware e i programmi erano eseguiti uno per volta. Vennero poi introdotti sistemi operativi batch per mainframe, con l'introduzione del monitor, un importante componente in grado di automatizzare l'avviamento e l'esecuzione dei programmi, eliminando tempi morti e interventi manuali da parte dell'utente, tuttavia poteva essere eseguito un solo programma per volta. Da sistemi uniprogrammati si passa a sistemi multiprogrammati, con l'introduzione di sistemi a partizione di tempo, o time-sharing, che simulano un quasi-parallelismo nell'accesso

alle risorse suddividendo idealmente il tempo in unità elementari, per utilizzare più programmi, ognuno dei quali possiede un tempo di esecuzione diverso. Da qual punto in poi vennero introdotti sistemi operativi sempre più d'avanguardia, dal modello client/server, a sistemi operativi multimediali e portatili (smartphone), fino ad arrivare a sistemi operativi attuali, come Linux, Windows, in cui l'esecuzione dei programmi avviene in parallelo, ha portato quindi al superamento del concetto statico di programma: l'entità di riferimento è di tipo dinamico, il processo, che corrisponde al programma in esecuzione, composto da codice, dati e stato (a che punto dell'esecuzione si trova.

Modelli organizzativi del sistema operativo: Il sistema operativo può essere caratterizzato funzionalmente da un insieme di processi di servizio e di un gestore, detto nucleo o kernel, che opera come un sistema di controllo dei processi. Ci sono

Due modelli organizzativi per i calcolatori stand-alone:

• MODELLO MONOLITICO: il sistema operativo è costituito da un unico processo, che provvede all'esecuzione delle procedure necessarie alla gestione del sistema; si possono individuare due modalità di funzionamento: utente, usata per la normale esecuzione dei processi; supervisore, usata per lo svolgimento di servizi richiesti al sistema operativo da parte di un processo. È adatto a sistemi semplici e tipicamente soggetti a cambiamenti dell'hardware, sistemi generalmente dedicati alla gestione di un'unica applicazione.
• MODELLO A STRATI: il sistema operativo è strutturato da una successione di strati ognuno dei quali dipende da quello sottostante: le funzioni di gestione delle risorse vengono svolte direttamente dai processi utente. Il sistema operativo è definito portabile, infatti, la struttura a strati permette di ripartire le funzioni realizzate dal sistema operativo.

incomponenti tra loro indipendenti e implementate da processi gestiti dal nucleo, l'unicocomponente dipendente dalle caratteristiche l'hardware del calcolatore. In questomodello, utilizzato per i sistemi attuali, ogni strato corrisponde ad una macchina virtuale,ognuna delle quali è un insieme di programmi che realizzano funzionalità utilizzate dastrati inferiori, e gestisce risorse specifiche del sistema, mascherando i limiti dellamacchina fisica.

• Modello a strati: Il modello a strati del sistema operativo è costituito da un insieme di stratiognuno dei quali dipende da quelli sottostanti; ogni strato corrisponde ad una macchina virtuale,capace di risolvere sistemi specifici del sistema complessivo. Il modello a strati comprende,partendo dal centro verso l'esterno:
• Il nucleo: interagisce direttamente con l'hardware, il suo scopo principale è quello di gestireprocessi corrispondenti a programmi che sono contemporaneamente

attivi; si occupa dell'esecuzione dei programmi e della risposta agli eventi esterni generati dalle unità periferiche, attuando una politica di alternanza (scheduling) nell'accesso alla CPU da parte dei vari processi in esecuzione.
Gestore della memoria: controlla la memoria centrale, al fine di evitare problemi legati all'utilizzo inadeguato e a problemi di protezione dei dati; consente ai programmi di lavorare in un proprio spazio di indirizzamento virtuale; permette in modo controllato la parziale sovrapposizione degli spazi di memoria associati ai vari programmi, fornendo alle macchine superiori la possibilità di lavorare come se avessero a disposizione una memoria dedicata e di capacità superiore rispetto a quella fisica.
Gestore delle periferiche: rende disponibili ai processi periferiche astratte e ne virtualizza le interfacce; mediante driver di periferiche maschera le caratteristiche fisiche delle periferiche e le specifiche operazioni.

Di I/O− Gestione dei file: il file system gestisce la memoria di massa, organizzando i dati in contenitori logici.