Sunti di fondamenti di informatica, prof. Giancarlo Iannizzotto, libro consigliato Informatica, arte e mestiere, IV edizione, D. Mandrioli, S. Ceri, I. Sbattella, P. Cremonesi, G. Cugola

CONTI-CORRENTI; WHERE SALDO>2000; MINUS; SELECT NUMERO-CC;

FROM MOVIMENTI; WHERE IMPORTO>1000. L'operatore differenza

effettua le selezioni su entrambe le relazioni, poi dalla prima rimuove la

seconda. Può essere eseguita solo con relazioni che presentano uno schema

compatibile. Assieme a selezione, proiezione, join ed unione, costituisce il

nucleo delle operazioni fondamentali per la manipolazione dei dati. 14.4.3

STRUMENTI PER LA PROGRAMMAZIONE DELLE APPLICAZIONI: SQL

non è adatto agli utenti finali delle basi di dati, per i quali vengono realizzate

applicazioni che permettono un'interazione semplice. Considerando il

database che gestisce i conti correnti bancari, prima di poter essere utilizzata

è necessario preparare i programmi che consentano all'utenti di: aprire un

nuovo conto; prelevare dal conto; depositare assegni nel conto; trasferire

denaro da e verso altri conti; ottenere un estratto conto e l'elenco dei

movimenti; chiudere il conto. Un'interazione tipica comporta l'acquisizione di

dati iniziali: scelta dell'applicazione, numero di conto, importo da prelevare.

Dopo l'esecuzione dell'applicazione, sul terminale vengono mostrati il suo

output e i dati, come il saldo dopo un'operazione di addebito. L'informazione

è mostrata sul terminale in un formato detto maschera (form), che contiene

informazioni fisse (testo e/o diagrammi) che ne illustrano la struttura, e alcuni

campi, progettati per contenere i dati scambiati fra applicazione e utente. Il

progetto della struttura delle maschere è essenziale per il successo di

un’applicazione; esistono strumenti standard per la gestione delle maschere

e per l'associazione a ogni maschera dell'operazione da eseguire sulla base

di dati. In genere l'interazione è ridotta al minimo, e viene evitata la richiesta

di informazioni superflue, come il numero del movimento (necessario alla

base di dati), generato tramite un contatore. Pertanto, l'esecuzione di

un'applicazione comporta: una query sulla relazione CONTI-CORRENTI (per

collegare il numero, nome, indirizzo del correntista e estrarre il saldo); una

query sulla relazione MOVIMENTI (per estrarre il numero di movimento più

alto e l'ultima data per quel conto; un inserimento nella relazione movimenti

per ciascuna operazione; una modifica della relazione di SALDO di Conti-

CORRENTI dopo ogni operazione. Un altro modo di estrarre informazione da

basi di dati è generare rapporti (report). In generale un rapporto contiene

grandi quantità di informazioni, estratte dal database, costruite tramite

aggregazioni. Come nel caso delle maschere, ci sono strumenti standard per

la produzione dei rapporti, i generatori di report, che contengono comandi per

produrre il formato del rapporto in una determinata maniera. Un esempio di

rapporto è l'estratto conto mensile inviato ai correntisti di una banca. Infine ci

sono altri strumenti software per la generazione di applicazioni, i linguaggi di

4° generazione, che integrano altri strumenti e consentono di realizzare

applicazioni specificandole ad un alto livello, senza ricorrere necessariamente

alla programmazione. Il risultato dell’elaborazione delle specifiche è un

programma, che viene quindi compilato o interpretato, in modo da essere

eseguibile.

15. RETI DI CALCOLATORI E SISTEMI DISTRIBUITI

Oggi le ICT (Information and Communication Technology) sono essenziali per

scambiare informazioni. I sistemi distribuiti operano in questo ambito e sono

caratterizzati da reti di calcolatori che interagiscono fra loro. L'esempio più

noto di reti di calcolatori che coinvolge diverse organizzazioni è Internet, la

rete informatica mondiale. Premessa essenziale per realizzare un sistema

distribuito è la capacità di trasmettere dati lungo un canale di comunicazione.

15.1 MEZZI E TECNICHE DI TRASMISSIONE DATI: La trasmissione dati

consente di collegare due calcolatori, o collegare un calcolatore ad una

periferica. La velocità di trasmissione si misura in bps (bit for second). Gli

attuali canali di trasmissione dati hanno velocità di trasmissione molto elevati

che si misurano come kbps, mbps, gbps, tbps. I principali mezzi utilizzati per

la trasmissione di dati appartengono a tre categorie: cavi in rame, fibre ottiche

e onde elettromagnetiche. 15.1.1 CAVI IN RAME: I cavi in rame si dividono in

2 categorie: cavi coassiali e doppino telefonico. I primi sono più resistenti alle

interferenze esterne, costosi, poco flessibili e difficili da installare. Simile a

quello utilizzato per trasportare i segnali televisivi, il cavo coassiale ha al suo

centro un conduttore di rame circondato da un materiale isolante e da uno

schermo di metallo intrecciato. Il primo cavo telefonico sottomarino tra

Europa ed America fu installato nel 1956 e permetteva di trasmettere 36

telefonate contemporaneamente. Si diffuse negli 80 come collegamento per

le reti locali (LAN), anche grazie alla elevata resistenza alle interferenze

elettromagnetiche (i fulmini). Il doppino telefonico, che sostituì i cavo

coassiale nei 90, è meno costoso, più flessibile e facile da installare, anche

se maggiormente soggetto a interferenze esterne. Con il termine doppino

telefonico si indica la coppia di fili di rame che viene utilizzata per la

trasmissione delle comunicazioni telefoniche. È costituito da una coppia di

conduttori ritorti (twisted pair), arrotolati l'uno con l'altro per ridurre le

interferenze delle onde elettromagnetiche che potrebbero degradare la

qualità del segnale trasmesso. Può essere singolo come nella linea telefonica

o costituito da una treccia di coppie, come i cavi ethernet formati da 8 fili.

15.1.2 FIBRE OTTICHE: Le fibre ottiche sono disponibili sotto forma di cavi

flessibili, immuni ai disturbi elettrici e alle condizioni atmosferiche più

estreme. Una fibra ottica è composta da due strati: il core cioè il mezzo

trasparente che trasporta il segnale laser e il cladding, ovvero lo strato a esso

concentrico che costringe l'onda di luce a seguire il percorso della fibra ottica.

Il diametro della fibra ottica è minore di 0,5 mm. Per comunicare tramite fibra

il segnale ottico viene creato tramite un trasmettitore (laser e led) e ricevuto e

convertito in segnale elettrico. Il ricevitore è costituito da un fotorivelatore che

converte la luce in elettricità, come per i pannelli fotovoltaici. Possono

trasmettere dati a velocità di alcuni Tbps per centinaia di km. 15.1.3 ONDE

RADIO E SISTEMI WIRELESS: Le comunicazioni wireless (senza fili)

riguardano un’ampia gamma di tecnologie che utilizzano le onde

elettromagnetiche per trasmettere dati senza l'utilizzo di cavi: onde radio,

microonde, infrarossi e laser. Le reti basate su infrarossi sono utilizzate per

collegare dispositivi visibili direttamente, sono lente e in disuso. Le tecnologie

basate su laser e microonde sono utilizzate per collegare sottoreti costruite

utilizzando altri sistemi di comunicazione. Sono utilizzate per la loro elevata

velocità di trasmissione e permettono di creare fasci direzionali senza

dispersione del segnale. E’ sensibile alle condizioni atmosferiche. Un tipico

esempio di questa tecnologia è il collegamento delle reti di due edifici vicini.

La tecnologia più diffusa è quella delle onde radio, utilizzate dalle reti che

devono coprire ambienti eterogenei, dove le diverse postazioni da collegare

non sono necessariamente visibili, perché possono essere separate da muri

o altri ostacoli. Le onde radio possono essere utilizzate per collegare

periferiche ad un elaboratore (Bluetooth) per realizzare reti locali (WiFi) e per

realizzare reti metropolitane (WiMax) e per realizzare reti geografiche (GPS,

GPRS, UMTS, rete satellitare). Le reti che sfruttano la tecnologia delle onde

radio si dividono in quattro grandi famiglie: WiFi (Wireless Fidelty), tipo

particolare di rete locale senza fili (Wireless Local Area Network). Il raggio

d'azione è di circa 100 metri, ma si riduce a 35 per via di ostacoli (le classi

principali sono: classe b (11 mbps), classe g (54mpbs), classe n (150mbps),

classe ac (866mbps) e classe ad (7gbps)); WiMax (Worldwide Interoperability

For Microwave Access), supporta una velocità di trasmissione dati fino a 140

mpbs e permette la connessione di dispositivi che si trovano fino a 50 km

dalla stazione radio; rete cellulare (o mobile), oltre alle telefonate può essere

utilizzata per la trasmissione dati. Coesistono tre diverse tecnologie: GSM

(Global System for Mobile Communications) ha velocità basse (massimo 14,4

kpbs); GPRS (General Packet Radio Service) ha una velocità massima di

57,6 kpbs in download ed un massimo di 28.8 kpbs in upload (tecnologia di

seconda generazione (2g)); UMTS (Universal Mobile Telecommunications

System) Tecnologia 3G con una velocità massima di 384 kbps (nuove

versioni UMTS HSPA (High Speed Packet Access) che raggiunge 14,4 mpbs

in download). Le reti di comunicazione satellitari vengono usate nella

telefonia, nella televisione e nella navigazione marittima. I satelliti sono

inseriti in un'orbita equatoriale con un raggio di 42400 km dal centro della

Terra. Visto gli alti costi di tale tecnologia, la banda viene venduta in piccoli

tagli, con velocità tipiche di 640 kbps. Ha tempi di latenza maggiori rispetto

alle altre connessioni (ovvero il tempo di attesa perché inizi l'invio di una

trasmissione), di circa 1-2 secondi. 15.1.4 MODULAZIONE E

DEMODULAZIONE: I modem nascono per trasmettere segnali digitali che i

computer usano per scambiarsi info su reti pensate per trasmettere la voce

tramite onde. Trasformano, tramite il meccanismo della modulazione, i bit

trasmessi da un calcolatore (segnale digitale) in una serie di suoni (segnale

analogico), che vengono poi inviati su linea telefonica come segnali elettrici. Il

modem è anche in grado di ricevere questi suoni e convertirli in bit, attraverso

la demodulazione. Grazie a questi meccanismi, i computer possono

comunicare tramite una linea telefonica. Il segnale ha in assenza di dati una

singola frequenza, (la linea telefonica tradizionale 1700 Hz). La modulazione

in frequenza trasforma la forma d’onda in una frequenza più alta (2100 Hz) o

più bassa (1300 Hz), ossia in una sinusoide più stretta o più larga. I primi

campi in cui è stata applicata la modulazione/demodulazione è stata quella

della rete telefonica, nota come rete PSTN (Public Switched Telephone

Network). I moderni PSTN, noti anche come modem in banda fonica, sono

adatti ad essere connessi in una linea telefonica tradizionale. Per questo la

frequenza adoperata dal segnale portante dev'essere compresa fra 300 e

3300 hz. Tale banda permette una velocità massima di 56kbs. Le tecnologie

DSL (Digital Subscriber