Informatica generale modulo I

HARD DISK:

- Sono dei dischi che vengono utilizzati come supporto di memoria secondaria fisso all'interno dell'elaboratore.

- Supporto di metallo rivestito da una sostanza magnetizzabile.

- Sono generalmente racchiusi in contenitori sigillati in modo da evitare qualunque contatto con la polvere.

- Si usano più dischi con più testine.

- Hanno capacità di memorizzazione elevata (centinaia di GB) e velocità di rotazione elevata.

- Tempi di seek medio-bassi.

RAID:

- Più supporti di memoria per mantenere le info, in caso di guasti vengono recuperati i dati mediante DATA

STRIPING.

- Consentono l’accesso diretto → La testina si posiziona dove si vuole.

DISCHI OTTICI (CD, DVD):

- Usati soprattutto per la distribuzione dei programmi e come archivi di informazione che non devono essere

modificati.

- Sono solitamente organizzati con una sola traccia a spirale → Le informazioni sono memorizzate in modo lineare a

partire dall’interno del disco.

- È possibile solo l’accesso sequenziale → Vengono usate delle tabelle delle chiavi (come nei CD musicali).

- SCRITTURA: è necessario un masterizzatore → Un raggio laser fora la superficie con dei forellini (ciò comporta una

modifica fisica).

- Una superficie può essere LISCIA (0), FORATA (1).

- SUPPORTI:

o CD-ROM (Read Only Memory): Cd-R e Cd-Rw → Possono essere scritti con un masterizzatore.

o DVD (Digital Versatile Disc): 4,7-9 GB →Trasferimento più veloce dei CD.

GERARCHIE DI MEMORIA:

o Registri Sono parte della CPU che è più veloce della RAM

o Cache

o RAM

o Hard-disk

o DVD

o Nastro

3.4 DISPOSITIVI DI INPUT/OUTPUT (periferiche):

- Permettono l’interazione tra uomo e PC.

- Funzione primaria → consentire l’immissione dei dati all’interno dell’elaboratore (input), o l’uscita dei dati

dall’elaboratore (output).

- Hanno autonomia limitata rispetto al processore centrale, il processore concorre alla loro gestione.

VIDEO:

- Output, è il SO che riproduce sul video le info fornite dalla tastiera.

- L’immagine è composta accendendo o spegnendo pixel.

- Dimensione → misurata in pollici (1 pollice = 2,5 centimetri)

- Refresh rate → frequenza di aggiornamento immagine

CHIARA MONARDO 25

STAMPANTI:

- Dispositivo di output → permette la stampa su carta delle informazioni.

- Diversi tipi di stampanti:

o Stampanti ad AGO → da 9 a 24 aghi, la precisione dipende dagli aghi. Economiche, copia multipla ma

rumorose.

o Stampanti a GETTO DI INCHIOSTRO → Più silenziose e qualità più alta, inchiostro liquido spruzzato sul foglio.

L’inchiostro è magnetizzato.

o PIEZOELETTRICA: cristalli caricati elettricamente che si espandono facendo uscire inchiostro.

o TERMICA: cristallo riscaldato x esplodere.

o FLUSSO CONTINUO: Si mescolano i tre colori CMY. Risoluzione massima 4800 x 1200 DPI (Dots Per Inch).

o Stampanti LASER: più sofisticate e costose. Inchiostro in polvere (Toner) depositato su un rullo. Stampanti

particolari: funzionano mediante LED. Le porte per le stampanti possono essere parallele, usb.

Capitolo 4 – Il Software

Per facilitare l’interazione tra utenti e PC sono stati introdotti i sistemi operativi.

- SOFTWARE DI BASE: fornisce un insieme finito di comandi (LINGUAGGIO COMANDI) che l’hardware è in grado di

eseguire. Il software di base traduce questi comandi in LINGUAGGIO MACCHINA.

- STRUTTURA A CIPOLLA (Kernel): sopra la macchina hardware vengono creati moltissimi livelli di traduzione. Ogni

livello fornisce un insieme di funzioni che diventano sempre più astratte man mano che ci si allontana dall’

hardware.

o Vantaggi: si riduce la distanza tra un livello e un altro (→ facilita la traduzione tra i livelli); non servono

regole di traduzione per ogni hardware diverso, basta adeguare solo il primo livello.

→ KERNEL: E’ il livello più asso del sistema operativo

- VANTAGGIO GERARCHIA DI MACCHINE VIRTUALI: Una gerarchia di macchine virtuali permette di fornire una serie

di funzioni via via più astratte man mano che ci si allontana dalla macchina fisica.

o Un’organizzazione a più livelli riduce la distanza tra due livelli consecutivi, rendendo più facile la traduzione

tra livelli.

o Rende possibile annullare le differenze tra due macchine hardware a basso livello, definendo un linguaggio

macchina generico, mentre le macchine virtuali sovrastanti possono essere sviluppate una volta sola e per

tutte le macchine hardware.

Nota: una macchina virtuale non permette di fare nulla di più di quello che fa il software di base, ma solo con un livello

di astrazione più alto

Diffusione dei computer dovuta alla possibilità di configurare i livelli virtuali a seconda delle necessità degli utenti.

→ FUNZIONI DEL SOFTWARE DI BASE: Possono essere divise in due grandi categorie

- SISTEMA OPERATIVO:

o Accensione pc

o Gestione informazione in memoria secondaria

o Accesso ai dati

o Gestione del processore (CPU) e della memoria principale (RAM)

o Gestione dispositivi di input e output

o Interazione tra l’uomo e la macchina

CHIARA MONARDO 26

- TRADUZIONE TRA LINGUAGGI DIVERSI: Interpreti e compilatori

o Strumenti per passare da programmi ad alto livello a programmi scritti in linguaggio macchina.

o Strumenti per lo sviluppo di programmi.

Capitolo 5 – Il Sistema Operativo (SO):

SISTEMA OPERATIVO: Software di base che permette di far funzionare il PC e di far comunicare i suoi dispositivi con il

mondo esterno.

→ Funzioni principali SO:

- Gestire efficientemente l’elaboratore e le sue periferiche cercando di sfruttare al massimo tutte le sue componenti

hardware.

- Creare un ambiente virtuale per facilitare l’interazione tra uomo-macchina.

Nota: il livello più basso è il Kernel, vicino all’hardware e dipendente da esso. Poi via via altri livelli.

→ Hardware senza software è inutilizzabile e non serve.

- Software applicativo → aiuta a svolgere operazioni utili in vari campi

o Programmi di videoscrittura, fogli elettronici, videogiochi

- Software di sistema → permette l’utilizzo delle risorse hardware del computer e di eseguire le operazioni di base

ed il software applicativo

COMPITI DEL SISTEMA OPERATIVO:

→ AVVIAMENTO ELABORATORE:

Il sistema operativo viene avviato all’accensione della macchina (→ fase di bootstrap)

- In questa fase una parte del S. O. (insieme di programmi e di dati) viene caricata nella RAM.

- Tra cui: programmi per gestione della CPU, della RAM, dei dispositivi (inizializzati i DRIVER), del file system e per

l’interfaccia.

Una parte del sistema operativo deve essere sempre mantenuta in memoria principale e deve essere sempre

- pronta per l’esecuzione → Parte della RAM dovrà essere dedicata a mantenere i programmi e i dati riguardanti il

SO.

Durante questa fase si possono eseguire anche gli antivirus → Localizzano e eliminano i Virus (programmi che

- danneggiano il PC).

→ GESTIONE PROCESSORE E PROCESSI:

- Il ruolo del processore è quello di eseguire i programmi → Un processo è un programma in esecuzione.

- Sistemi MONO-PROGRAMMATI (mono-tasking)

o Eseguono un processo alla volta (es: MS/DOS).

o Gli utenti sono forzati a sequenzializzare i loro programmi, si può mandare in esecuzione un programma solo

quando il precedente è terminato.

o Grande inutilizzo del processore.

- Sistemi MULTI-PROGRAMMATI (multi-tasking)

o Si ha un’alternanza molto veloce dei processi.

o Un processo può essere:

• In ESECUZIONE → utilizza il CPU.

• In ATTESA → attende un evento esterno (terminazione I/O).

CHIARA MONARDO 27

• PROTO → Può usare il CPU

o Un processo può abbandonare lo stato di esecuzione per tre motivi:

• Terminazione.

• Richiesta di operazione I/O o di risorsa occupata → passa in Attesa.

• Cambio di esecuzione → Il SO lo ferma e concede il CPU a un altro processo (va a Pronto)

Ciclo di vita di un processo

Transizioni di stato:

- o PRONTO → ESECUZONE:

• Il SO stabilisce quale dei processi pronti debba essere mandato in esecuzione

• La scelta è fatta dall’algoritmo di scheduling che deve bilanciare efficienza e fairness (realizzare in modo

equo l’alternanza tra i vari processi).

o ESECUZIONE → ATTESA:

• Il processo chiede delle risorse di I/O o attende un evento

• Il SO salva tutte le informazioni necessarie a riprendere l’esecuzione e l’informazione relativa all’evento

atteso nella tabella del processo.

o ATTESA → PRONTO:

• Si verifica l’evento atteso dal processo e il SO sposta quel processo nella coda dei processi pronti

o ESECUZIONE → PRONTO:

• Il processo in esecuzione viene interrotto dal SO (es. perché termina il quanto di tempo a disposizione) e

lascia spazio a un altro processo pronto

• Il SO salva tutte le informazioni necessarie a riprendere l’esecuzione del processo dal punto in cui viene

interrotta nella tabella del processo

• Contemporaneamente un altro processo passa da pronto a “in esecuzione

IL PROCESSO… IN SINTESI:

Un processo sequenziale può essere:

• ATTIVO: mentre le istruzioni del suo programma vengono eseguite

• IN ATTESA: mentre attende che alcuni eventi abbiano luogo (per esempio, che un altro processo rilasci la

stampate)

• PRONTO: quando attende di essere assegnato ad un processore, cioé attivato.

CHIARA MONARDO 28

Famiglie di processi:

- o Processi COMPUTE BOUND: Richiedono processi di calcolo del processore, ma non interazioni con l’utente →

processi in background (es: problemi matematici).

o Processi INPUT/OUTPUT BOUND: Processi che comunicano direttamente con l’utente che deve dare input al

PC → processi interattivi (es: Word).

Tre gruppi di sistemi operativi multi-programmati:

- o MODELLO BACHT (a lotti) → Esecuzione di programmi compute bound (es: utente inseriva propria scheda

all’interno del PC e dopo qualche giorno andava a ritirare i risultati → assenza di interazione con utente).

o MODELLO TIME-SHARING (interattivo) → Gestisce sistemi operativi multi-utente. Programmi che effettuano

interazione con l’esterno (utente). Programmi alternati nell’esecuzione (diversi processi devono dividersi

spazio e tempo in maniera equa per poter funzionare simultaneamente).

o MODELLO REAL-TIME → Utilizzano/processano dati provenienti da sensori (es: webcam) che in tempo reale

devono essere inviati su internet.

→ In base al tipo di processo il PC adotta un diverso tipo di scheduling.

→ IMMAGINE DI UN PROCESSO: Ciò