Informatica

CAPITOLO 3: L'ELABORAZIONE E LA STRUTTURA DELL'INFORMAZIONE

Ogni problema che richiede elaborazione di informazioni è caratterizzato da un insieme di dati di partenza e da un risultato ricercato e la soluzione è ottenuta mediante una procedura che genera un risultato sulla base dei dati forniti.

Procedimento di soluzione di un problema realizzato coordinatamente da due diversi soggetti:

• 1^o risolve effettivamente il problema
• 2^o istruisce nome del proble

1. Analisi del problema o identificazione di una sua soluzione 1^o soggetto.
2. Descrizione della soluzione in termini comprensibili dal 2^o soggetto: ISTRUTTORE
3. Interpretazione della soluzione sulla base della descrizione 2^o soggetto: ESECUTORE
4. Attuazione della soluzione

Caratterizzazione in base alle sue capacità di interpretazione e di esecuzione.

Calcolatori sono esecutori di soluzioni che gli uomini hanno identi possono caratterizzarsi dal linguaggio che è in grado di interpretare e dalle azioni che è in grado di eseguire.

Per giungere alla descrizione della soluzione di un problema che sia accettabile per un esecutore, si scompone il problema in sottoproblemi e questi in sotto-sottoproblemi, e così via, fino a giungere ai problemi elementari, a ciascuno dei quali corrisponde un'istruzione elementare in modo che l'esecutore sia in grado di interpretarlo correttamente.

Ogni istruzione elementare è associata a un'azione elementare che può essere direttamente compiuta dall'esecutore.

Le azioni elementari vengono interpretate in termini funzionali, come delle entità che trasformano i dati che ricevono in ingresso in risultati, precisando da quale modalità con cui tale trasformazione viene effettuata assumendo un modello "a scatola nera" (BLACK BOX).

Approfondimento 3.1 Per capire il funzionamento di un sistema viene usata la scomposizione in sottoproblemi per rispondere alla doman.

Cosa fa? Ai cerca di investigare la struttura del sistema. Arrivati a un punto in cui non è più possibile identificare sottoproblemi, si può studiare il comportamento del sistema analizzando le risposte che produce a fronte delle sollecitazioni che riceve ⇒ UN SISTEMA SI PRESENTA COME UNA SCATOLA IL CUI CONTENUTO NON È VISIBILE PERCHÉ IL COPERCHIO RIMANE CHIUSO.

• Se la soluzione di un problema viene descritta in termini informali, ci possono essere delle AMBIGUITÀ sull'attuabilità della soluzione da parte di un esecutore ⇒ BISOGNA DEFINIRE IN MODO FORMALE ANCHE GLI ELEMENTI LINGUISTICI CHE CARATTERIZZANO UN ESECUTORE

ALGORITMO:

è la descrizione della soluzione di un problema espressa nella forma di un insieme di istruzioni che operando sui dati iniziali, consentono di ottenere dei risultati che costituiscono la soluzione del problema.

Tali istruzioni vengono determinate tramite la scomposizione del problema di partenza in sottoproblemi elementari, la cui soluzione di ognuno è detta PASSO dell'algoritmo. l'algoritmo ben fatto deve terminare dopo un numero finito di passi.

Quando come esecutore si impiega un calcolatore ⇒ l'algoritmo deve essere descritto in un linguaggio formale detto LINGUAGGIO DI PROGRAMMAZIONE (interpretabile dai calcolatori) e in questo caso l'algoritmo viene tradotto in un PROGRAMMA.

PROCESSO DI SVILUPPO DI UN PROGRAMMA:

1. ANALISI del problema e IDENTIFICAZIONE di una soluzione
2. FORMULAZIONE della soluzione e definizione dell'ALGORITMO descrittivo
3. PROGRAMMAZIONE: scrittura del programma in un linguaggio di programmazione "ad alto livello"
4. TRADUZIONE del programma nel linguaggio che il calcolatore è in grado di riconoscere, detto "linguaggio macchina" (fase svolta automaticamente da strumenti software, chiamati COMPILATORI e INTERPRETI)

1. contemporaneamente incrementa le PC in modo che contenga l'inizio dell'istruzione successiva.
2. determina il tipo dell'istruzione corrente
3. se l'istruzione usa dei dati presenti in memoria, determinare la posizione e acquista i dati, se necessario in un registro della CPU.
4. esegui l'istruzione
5. torna al punto 1 e inizia a eseguire l'istruzione successiva.

caricamento e archiviazione dei dati sui registro

• Un processore in architettura Load/Store (architettura semplice) deve saper eseguire le seguenti categorie di istruzioni:

• ISTRUZIONI ARITMETICO-LOGICHE, operandi presenti nei registri oppure specificati nell'istruzione per calcolare un risultato da salvare in uno di registri.
• ISTRUZIONI DI TRASFERIMENTO DATI, tra i registri e la memoria.
• ISTRUZIONI DI SALTO che permettono di modificare il flusso di esecuzione delle istruzioni. Si dividono in istruzioni di salto non condizionato quando il salto non dipende da condizioni e in istruzioni di salto condizionato quando dipende.

OPERAZIONI COMUNI

• ALTRE ISTRUZIONI: molte delle operazioni che devono essere effettuate per completare l'esecuzione di un'istruzione non dipendono dall'istruzione stessa.

in particolare i primi 2 passi dell'esecuzione sono sempre:

1. L'invio del contenuto del PC alla memoria che contiene le istruzioni per prelevare quella corrente e trasferirla nell'IR.
2. La lettura del contenuto di uno o 2 registri utilizzando pezzi dell'istruzione registrata nell'IR per selezionarne i registri di quali accedere.

Dischi Magnetici

Sono piatti d'alluminio ricoperti di materiale ferro-magnetico, le operazioni di lettura/scrittura sono effettuate tramite una testina posizionata appena sopra la superficie magnetica. Le informazioni sono memorizzate alla dis. . . in archi concentrici (tracce), tutti della stessa lunghezza. L'insieme delle tracce è suddiviso in settori e ognuna ospita un blocco di dati (record) che rappresenta l'unità minima di trasferimento fra disco e memoria centrale. Si fa accìo acciocché che settori successivi sono separati da parti vuote, GAP. Quando la traccia elevata è raggiunta, il sistema attende che la rotazione del disco faccia posizionare il settore elevato sotto la testina.

Floppy Disk

Diffuso per il trasferimento di dati e programmi. Funzionano secondo lo stesso principio di dischi fissi ma ogni unità contiene un solo disco inserito in una contenitore rigida che protegge le superfici magnetica. I floppy disk immagino fermi, vengono messi in rotazione solo quando giunge una richiesta di accesso, questo provoca un ritardo iniziale. (Sono ormai scomparsi).

Dischi Ottici

(CD e DVD) hanno elevata capacità e utilizzati per memorizzare grandi quantità di dati. I dati vengono memorizzati interrompendo la luce mediante microscopiche di materiale riflettente amagnete in un supporto plastico trasparente. La settore avviene tramite un raggio laser che esplora la superficie e identifica il valore dei bit in base della riflessione del fascio luminosa. I dati sono organizzati secondo una micro persona a spirale che dal centro annuia alla periferia. Stntati utilizzando materiali semi-trasparenti è possibile servire vendati su e strati; il lo strato è trasparente al raggio laser che viene utilizzato per leggere il secondo strato.

contenuto in un'altra directory, tale file apparirà in entrambe le directory.

In questo modo si evita la duplicazione dei file e si risparmia spazio della

memoria di massa. Esiste anche il collegamento a directory: se in una dirett-

ory è presente il collegamento a un'altra directory, quest'ultima appare come

sottodirectory della prima, senza essere stata copiata e spostata.

Approfondimento 7.5 - Il controllo degli accessi

I S.O. possiedono meccanismi di identificazione degli accessi al sistema:

• Associare a ogni utente un account (nome utente e password): la password viene
• stabilita dall'utente e all'interno del S.O. è memorizzata la lista di tutti gli
• account e delle relative password -> se ce l'account inserito e tra quelli previsti e
• la password corrisponde viene consentito l'accesso. Se creazione di un
• account consente all'utente di personalizzare il sistema.

L'utilizzo delle liste di controllo d'accesso:

consiste all'interno del S.O. avere una

tabella in cui ogni riga corrisponde a una diversa risorsa del sistema, le righe

contiene una lista che indica tutti gli utenti abilitati all'uso della corrispondente risorsa e le modalità per la sua funzione.

L'amministratore del sistema operativo viene detto utente root o admin-

istrator ed è l'unico che può accedere con diritti di scrittura alla parte del

file system dove è memorizzato il S.O. Egli possiede i diritti di accesso sui

dati di tutti gli utenti e può modificare i loro diritti di utilizzo delle risorse.