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TECNOLOGIE DELL’INFORMAZIONE E DELLA

COMUNICAZIONE PER LE AZIENDE

Materiale di supporto alla didattica

Tecnologie dell’informazione e della comunicazione per le

aziende

CAPITOLO 2:Sistemi di elaborazione e reti di

comunicazione

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Sistemi informativi, ICT e informatica aziendaleTecnologie dell'informazione e della comunicazione per le aziend e 2/ed -Copyright © 2003 - TheMcGraw-Hill Companies srl

Sommario

1. Hardware2. Software3. Sistemi operativi per microelaboratori4. Software applicativo5. Classificazione degli elaboratori6. Reti e architetture7. Architetture di rete a livello intraziendale e

interaziendale8. Internet

3 Sommario


Configurazione hardware

qHardware: tutti i componenti tangibili di un elaboratore.

qUnità centrali: CPU, memoria centraleqUnità periferiche

– di input: tastiera, mouse ecc.– di output: monitor, stampante ecc.– di input/output: memorie di massa, modem,

schede di rete ecc.

4 2.1 - Hardware

3


PC ed elaboratori della stessa classe

qDesktop e tower caseqNotebook e laptopq Palmtop o PDAq Dumb terminalq Network computer

5 2.1 - Hardware


Principio di funzionamento degli elaboratori

q Processo IPOS (Input-Processing-Output-Storage)– Inserimento– Elaborazione– Presentazione dei risultati– Memorizzazione

6 2.1 - Hardware

4


Struttura dell’unità centrale

7 Unità Centrale e CPU – 2.1.1


Componenti della CPU

q ALUq CUqRegistri


5


Misura delle prestazioni della CPU

qMIPS (Misura del numero di istruzioni eseguite per secondo)

qMHertz (Misura della frequenza di ripetizione dei cicli del processore)Khertz, Ghertz, …



Bus

q Bus degli indirizzi

q Bus di controllo

q Bus dei dati


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RAM

q Random Access Memoryq In essa vengono conservati i dati in corso di

elaborazione e le istruzioni del programma in esecuzione

q È detta detta anche memoria volatileq La sua capacità si misura in MB (MegaByte)

11 Unità centrale: memoria centrale – 2.1.2


Memoria virtuale

q Porzione di una memoria di massa q Velocizza il processo di elaborazione liberando

spazio in memoria centraleq Il trasferimento da RAM a memoria virtuale

viene detto swap


7


Cache memory

qMemoria di lavoro molto veloce e di dimensioni contenute (512 kbyte negli attuali PC)

qMantiene copia (buffering) degli ultimi dati utilizzati dalla CPU.

qQuando la CPU richiede un dato, esso viene cercato prima nei registri della CPU, poi nella cache memory, quindi nella memoria centrale e, infine, nella memoria virtuale



ROM

q Read-Only Memory: memoria di sola lettura.q Contiene parti essenziali del software di

sistema quali il BIOS (Basic Input/Output System)

q Particolari tipologie di ROM sono:– PROM, EPROM, EEPROM, FLASH


8


Bit e Byte

q BIT: elemento minimo di memoria che può cambiare stato (contenere informazione)

q BYTE: combinazione di 8 Bit. Elemento minimo di memoria che può contenere un carattere (lettera, numero o simbolo tipografico)

q Tabella ASCII



Interazione fra CPU e memoria centrale

q Nell’unità centrale le istruzioni immesse dall’utente vengono trattate come una sequenza di cambiamenti di stato della memoria centrale

q Una volta caricato l’intero programma nella memoria centrale, l’unità di controllo prende in considerazione il primo comando, lo interpreta e ordina all’unità aritmetico-logica di eseguirlo

q Il processore registra quindi il risultato della prima elaborazione nella memoria centrale e prende in esame il comando successivo


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Esempio di norme di codifica



Supporti più noti

q Servono a conservare permanentemente grandi quantità d’informazioni

q Dischi magneticiq Floppy diskq Nastri magnetici o streamerq Dischi otticiq Smartcard

18 Memoria di massa – 2.1.3

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Disco magnetico



Floppy disk

q Rappresentano tuttora un supporto di memoria diffuso nei microelaboratori

q Sono dischi magnetizzabili e flessibili protetti da un rivestimento di plastica

q Formato 3,5 polliciq Il loro funzionamento è simile a quello

illustrato per i dischi magnetici (accesso semidiretto) ma hanno capacità di memoria ridotta (1,44 MB)


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Nastri magnetici e streamer

q Sono costituiti da una pellicola di plastica magnetizzata avvolta in bobine

q Streamer per i microelaboratoriq Hanno elevata capacità di memoria (anche

dell’ordine di diversi gigabyte)q Accesso di tipo sequenziale



Dischi ottici

q CD-ROM (Compact Disk-Read Only Memory)q CD-R (CD registrabili) e CD-RW (CD

riscrivibili)qMO (Magneto-Optical) e WORM (Write Once-

Read Many)qDVD (Digital Versatile Disk o spesso anche

Digital Video Disk)qDVD-R (DVR Recordable) DVD-Ram e DVD-

RW rispettivamente per la scrittura unica e per la riscrittura


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Smartcard

qMemory cardq Processor cardq Encription card



Interfaccia o porta parallela

q Collegamento tra una sorgente di informazioni e una destinazione, in cui il flusso di dati avviene in parallelo, (più bit per volta)

q Le porte parallele vengono indicate con la sigla LPT1, LPT2 ecc. e utilizzate prevalentemente per la connessione di stampanti e scanner

24 Periferiche di input e di output – 2.1.4

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Interfaccia o porta seriale

q Collegamento tra una sorgente di informazioni e una destinazione, in cui il flusso di dati avviene in sequenza, (un bit per volta)

qOffrono una connessione più sicura rispetto alle porte parallele

q Le porte parallele vengono indicate con la sigla COM1, COM2 ecc. e utilizzate in prevalenza per la connessione di modem



Monitor

q Pixelq Scheda graficaq Due tecnologie:

– CRT (Cathodic Ray Tube)

– Cristalli liquidiq Caratteristiche:

– Dimensione– Risoluzione– Frequenza di aggiornamento


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Stampanti

q Ad aghiq Laserq A getto d’inchiostro



Tastiera

q Tutte le tastiere per PC oggi in commercio sono del tipo “esteso” provvisto di 101 tasti

q La pressione di un tasto genera un codice specifico che viene letto dal PC mediante un componente software di base


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Mouse

q È uno strumento di puntamento introdotto con i sistemi operativi a interfaccia grafica (Macintosh, Windows ecc.) per semplificare l’invio dei comandi alla macchina

q Gestisce un cursore (normalmente rappresentato da una piccola freccia) che si muove sullo schermo e permette di impartire ordini di attivazione premendo i tasti di cui èdotato

qOgni mouse è dotato di due dispositivi uno per la selezione (tasti) e uno per il movimento del cursore (pallina o tecnologia ottica)



Altri dispositivi di output

q Scanner: consente di acquisire testi e immagini stampate su carta, trasformandoli in formato digitale

q Video/fotocamere: utilizzate per catturare filmati o immagini da elaborare o da trasmettere

qWebcam: usate per trasmettere in diretta riprese video attraverso la rete. La qualità èpiuttosto bassa perché ciò consente di ridurre al minimo il flusso di dati


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Classificazione del software

31 Il software – 2.2


Sistema operativo

q Insieme di programmi che permettono il governo di un elaboratore

Principali compitiq Gestione dei fileq Gestione delle componenti hardware

(processore, memoria centrale, memoria di massa, periferiche di input e di output)

q Amministrazione delle istruzioni impartite dall’utente e monitoraggio dello svolgimento dei programmi;

q Gestione dell’interfaccia utente/sistema.

32 Il software – 2.2

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Caratteristiche comuni ai sistemi operativi per microelaboratori

q Gestione gerarchica dei file (file system)q Interfaccia utente di tipo grafico (GUI,

Graphical User Interface)q Possibilità di elaborazione batch ed

elaborazione interattivaqMultitaskingqMultithreadingqMultiusing

33 Sistemi operativi per microelaboratori– 2.3


File e cartelle

qOgni singolo oggetto archiviato in memoria di massa viene definito file

q Un file può essere un programma eseguibile, un documento di testo, un’immagine, un filmato, una pagina Web, ecc.

qMolti sistemi operativi permettono di organizzare i file creando dei “contenitori”detti cartelle (directory), che consentono di raggruppare logicamente file omogenei, seguendo un ordine gerarchico


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Organizzazione gerarchica delle directory



Esempi di sistemi operativi

qWindows 95/98, Windows 2000 e Windows NT, Windows XP sono tutte evoluzioni del sistema operativo cosiddetto “a linee di comando” MS-DOS di Microsoft.

qOS/2 di IBMq Unix (HP, Sun, IBM, Siemens, …)q Linux (Open source)qMac OS X (Apple)


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Linguaggi di programmazione

q Linguaggi imperativi (procedurali)q Linguaggi descrittivi di programmazioneq Linguaggi orientati alle conoscenzeq Linguaggi a oggetti

37 Programmazione – 2.3.1


Linguaggi imperativi

q Basati su una serie di istruzioni a “struttura sequenziale”

q Linguaggi procedurali sono una sottoclasse che consente la codifica di un problema in una forma derivata dal linguaggio specialistico proprio di un dominio di conoscenza

q Sono quindi indipendenti dalla macchinaq Basic, C, Cobol, Fortran, Pascal


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Linguaggi descrittivi di programmazione

q Sono per lo più linguaggi di interrogazione per i sistemi di database

q Sintassi di facile apprendimentoq L’utente non deve indicare COME dev’essere

risolto un problema, ma deve soltanto specificare COSA vuole ottenere

q Es. SQL, NATURAL, ACCESS BASIC



Linguaggi orientati alle conoscenze

q Hanno importanza nell’ambito dell’intelligenza artificiale

q Le procedure automatizzate vengono descritte in termini di regole logiche

q Una regola logica determina un rapporto di causa-effetto tra una condizione (complessa) e una conclusione

q PROLOG, LISP


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Programmazione a oggetti (OOP)

q L’oggetto è l’elemento costitutivo essenziale di tale approccio descritto dai dati e dalle procedure (metodi) a esso applicabili

qOgni oggetto appartiene ad una classe (istanza della classe) che ne specifica caratteristiche e funzionamento

q Possono essere definiti nuovi oggetti che ereditano proprietà di classi esistenti

q Es. Smalltalk, C++



Java

q Linguaggio di programmazione universale per le applicazioni Internet e Intranet su OOP

q Il codice sorgente viene tradotto da un compilatore in un codice intermedio (byte code), concepito per essere trasmesso in rete in modo efficiente e sicuro

q Il byte code è quindi trasmesso attraverso la rete agli elaboratori remoti dove viene interpretato ed eseguito dalla Java Virtual Machine (JVM)


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Linguaggi di programmazione e paradigmi



Compilatori

q Traducono l’intero programma sorgente attraverso un’unica elaborazione, generando il cosiddetto codice eseguibile (codice oggetto)

q Individuano gli eventuali errori di sintassi tramite l’operazione preliminare di debug

q Il programma viene poi integrato per mezzo di un linker a particolari funzioni di utilitàarchiviate in librerie

44 Programmi traduttori – 2.3.2

23


Interpreti

q Non generano alcun codice oggetto archiviabile

qOgni linea di codice viene interpretata ed eseguita singolarmente tutte le volte che il programma viene lanciato

q Permettono l’esecuzione di singole istruzioni non appena queste vengono testate e interpretate

45 Programmi traduttori – 2.3.2


Programmi di servizio

q Programmi di utilità per l’esecuzione di task(compiti) orientati alla gestione del sistema non assimilabili a vere e proprie funzioni applicative.

q Principali tipologie:– editor– programmi di sorting– altri programmi di utilità (back-up)

46 Programmi di servizio – 2.3.3

24


Software dedicato e software standard

q Il software dedicato: sviluppato in funzione delle richieste di uno specifico utente (azienda), e di norma non può essere adottato in altri reparti o realtà aziendali, se non a seguito di modifiche sostanziali

q Software standard: applicazioni realizzate per una molteplicità eterogenea di utenti e, spesso per diverse classi di sistemi hardware e software

47 Software applicaztivo – 2.4


Esempio di foglio di lavoro

48 Software standard generico – 2.4.1

25


Software standard specifico

q Pacchetti software orientati al supporto di specifiche attività aziendali (es. gestione vendite, produzione, magazzino, paghe e stipendi ecc.)

q Unico database condivisoqOrganizzazione in moduliq Compatibilità con altre applicazioni aziendaliq Indipendenza dalle piattaformeq Interfaccia adattabile (customizzabile)q Fonte di know-how

49 Software standard specifico – 2.4.2


Software standard di settore

q Studiato e creato appositamente per le piccole e medie imprese per soddisfare le esigenze di specifici settori

q Si tratta per lo più di software per PCq Es.

50 Software standard di settore e software dedicato – 2.4.3

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Software dedicato

q Sviluppato all’interno dell’azienda o commissionato a terzi quando:– non esiste alcun software standard per la risoluzione

di determinate problematiche;– le condizioni generali escludono l’utilizzo di software

standard (es. perché la piattaforma hardware non ècompatibile con i software standard esistenti).

51 Software standard di settore e software dedicato – 2.4.3


Classi di elaboratori

q Elaboratori di grosse dimensioni (mainframeo host)

q Sistemi di medie dimensioni e workstation(midrange-system o minielaboratori)

qMicroelaboratori (pc)q Super-computer

– Computer per il controllo (special-purpose)

qNetwork computer

52 Classificazione degli elaboratori – 2.5

27


Elaboratori di grosse dimensioni

q Elevata velocità di elaborazione in multitasking, multiusing e multithreading

q Collegati a potenti unità di controllo o terminali front-end

q Nodi centrali di reti a stellaq Collegati in rete per massimizzare prestazioni

e affidabilità (es. architettura SNA, System Network Architecture di IBM)

q Sistemi proprietariqDownsizing

53 Mainframe – 2.5.1


Sistemi midrange

q Utilizzati come elaboratori dipartimentali(“piccoli” elaboratori centrali a livello di singole divisioni o di medie imprese) oppure comeworkstation (elaboratori ad alte prestazioni utilizzati da singoli utenti come postazioni di lavoro)

q Performance espresse in MIPS spesso superano quelle degli host

q Spesso configurate con il sistema operativo UNIX e utilizzate per supportare complessi processi di calcolo in ambito tecnico-scientifico

54 Sistemi di medie dimensioni – 2.5.2

28


Obiettivi delle reti di computer

q Condivisione dei carichi e delle prestazioniq Condivisione dei datiq Condivisione del softwareq Condivisione dei dispositivi di controllo e di

sicurezza

55 Reti e architetture – 2.6


Elementi fondamentali

q L’elaboratore stesso, compresi i dispositivi fisici di rete (scheda di rete o modem), e il software di rete necessario per gestirli

q Linee di comunicazioneq Protocolli

q Generalmente il software per la gestione delle comunicazioni in rete fa parte del sistema operativo (es. NetBEUI della Microsoft) o può essere installato in seguito (es. NetWare della Novell)

56 Componenti delle reti di comunicazione – 2.6.1

29


Tipologie di mezzi trasmissivi

q Doppino in rameq Cavi coassialiq Fibre otticheq SatellitiqWireless

57 Componenti delle reti di comunicazione – 2.6.1


Il modello ISO-OSI

q Inquadra e definisce i molteplici e complessi aspetti della trasmissione di dati tra sistemi eterogenei scomponendo il processo di comunicazione in sette livelli gerarchici– Fisico– Collegamento– Rete– Trasporto– Sessione– Presentazione

– Applicazione

58 Verso la standardizzazione: il modello di riferimento ISO-OSI per i protocolli e servizi di rete – 2.6.2

30


Protocolli del livello di trasporto

q TCP/IP (Transmission ControlProtocol/Internet Protocol): su di esso si fonda la rete Internet

q IPX/SPX (Internetwork Packet Exchange /Sequenced Packet Exchange) implementato nei sistemi di rete Netware della Novell

qNetBEUI (NetBios Enhanced User Interface) sviluppato per reti MS-Windows

59 Verso la standardizzazione: il modello di riferimento ISO-OSI per i protocolli e servizi di rete – 2.6.2


Reti LAN

60 Reti locali – 2.6.3

31


Wide Area Network

q Connettono elaboratori su vaste aree geografiche

q Principali tipologie:– reti telefoniche– reti dedicate

– reti fonia-dati– reti digitali per servizi integrati: reti ISDN

(Integrated Services Digital Network) e reti ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)

– reti wireless

61 Reti geografiche – 2.6.4


Sistema cellulare

q Si basa sulla suddivisione dell’intero spazio geografico coperto in piccole aree denominate celle, al cui interno è collocata una stazione ricetrasmittente che si occupa di gestire le comunicazioni con le stazioni mobili delle celle adiacenti

q La stazione ricetrasmittente dell’impianto gestisce, in particolare, sia l’insieme di frequenze che il sistema assegna alla propria cella, sia la “comunità” di utenti presenti al suo interno

62 Mobile technology – 2.6.5

32


La prima generazione di retiwireless

q Primo standard di rete cellulare che ha reso possibile la diffusione di massa dei dispositivi mobili è stato, a partire dai primi anni ottanta, il cosiddetto Total Access Cellular System, TACS

q È un sistema di comunicazione mobile di tipo analogico che consente di veicolare esclusivamente il traffico voce

qMeccanismo di attribuzione delle frequenze statico

q Incompatibilità fra sistemi di paesi diversi



La seconda generazione di retiwireless

q Global System for Mobile Communication, GSM

qOffre migliore qualità della trasmissione, maggiore copertura in termini di utenze, maggiore riservatezza delle comunicazioni e possibilità di integrare segnali di natura differente (dati e voce) all’interno di un’unica infrastruttura di rete

q Definizione di un unico standard di comunicazione

q Separazione fra utenza e dispositivi grazie alle SIM card


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Tra la seconda e la terza generazione di reti wireless

q High Speed Circuit Switched Data (HSCSD)q General Packet Radio Service (GPRS)q Enhanced Data rates for Global Evolution

(EDGE)



La terza generazione di reti wireless e la banda larga

q Processo di standardizzazione promosso dall’International Telecommunication Union (ITU),International MobileTelecommunications-2000 (IMT-2000)

q La soluzione europea UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) fa parte di una famiglia di sistemi differenti ma sufficientemente compatibili


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Architettura client/server

q Paradigma o modello di interazione tra procedure informatiche eseguite simultaneamente

q Approccio concettuale che consiste nella scomposizione delle applicazioni in un certo numero di funzioni di servizio eseguite su una o più piattaforme hardware (client), che svolgono un compito ben definito, in collegamento con i servizi comuni forniti dalle funzioni del server.

67 Architetture di rete a livello aziendale e interaziendale – 2.7


Architetture client/server


35


Dispositivi d’accesso

qGatewayq Firewall



Architettura di Internet

70 Internet – 2.7

36


Funzionamento di Internet

q I dati in uscita da un computer collegato a Internet vengono frammentati (grazie al protocollo TCP) in “pacchetti” ai quali vengono aggiunte una serie di informazioni necessarie a identificare in modo univoco il computer “mittente” e quello “destinatario”

q Il computer destinatario ricompone i “pacchetti” e ne verifica l’integrità

qRouter

71 La famiglia dei protocolli TCP/IP – 2.8.1


Trasmissione dei dati in Internet


37


Nomi di dominio

qDNSq Sono ordinati secondo una struttura erarchica

al cui vertice vi sono i cosiddetti Top Level Domain (TLD, o domini di primo livello), a loro volta classificabili in:– domini generici come com, edu, gov, org, aero,

biz, coop, info, museum, name, pro– domini Paese o CCTLD (Country Code Top Level

Domains) come it, de, fr, uk, us ...

qOgni dominio può generare più sottodomini



Assegnazione dei nomi di dominio

q La IANA (Internet Assigned Numbers Authority) delega a specifiche istituzioni, denominate Registration/Naming Authorities, l’assegnazione dei domini di secondo livello che a loro volta autorizzano una serie di fornitori di servizi Internet denominati provider/mantainer alla distribuzione dei domini stessi.

q In Italia l’organismo responsabile dell’assegnazione dei nomi a dominio e della gestione dei registri per il CCTLD “it” è il NIC Italia (http://www.nic.it)


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Il Web

q Dal punto di vista dell’utente finale il Web consiste di un insieme di documenti, chiamati pagine o ipertesti, ospitati da diverse macchine server distribuite sulla Rete

qOgni pagina può contenere dei puntatori (linko collegamenti) ad altre pagine che si trovano sul medesimo o su un altro server

q L’utente può accedere a una pagina indirizzata da un link semplicemente facendo clic con il mouse

75 Il World Wide Web – 2.8.2


Componenti dell’architettura Web

q Le pagine vengono visualizzate da un programma clientchiamato browser (Explorer, Netscape, Opera ecc.)

q Ciascun server Web ha un processo TCP in “ascolto” su una porta logica (tipicamente la porta 80), e attende le connessioni in arrivo dai client

q Il protocollo che definisce le richieste e le risposte èchiamato HTTP (Hyper Text Transfer Protocol)

q Il client richiede una risosrsa tramite un URL (Uniform Resource Locator) es. http:/www.aisnet.org/index.html

q L’URL viene scomposto in tre parti: il protocollo applicativo (HTTP), il nome della macchina in cui si trova la pagina (www.aisnet.org) e il nome del file che contiene la pagina (index.html)


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HTML

q È l’acronimo di Hypertext Markup Languageun linguaggio descrittivo che permette di indicare come disporre gli elementi all’interno di una pagina attraverso l’uso di appositi marcatori, detti tag

q La pagina Web più elementare è staticaq Questo comporta notevoli restrizioni come,

per esempio, l’impossibilità di ottenere interattività

q Per sopperire a tali limitazioni sono nate tecnologie supplementari sia dal lato client(VbScript, Javascript, ecc.) sia dal lato server (Asp, Php, ColdFusion, ecc.)



Posta elettronica

q L’indirizzo è di norma assegnato dal fornitore di connettività o da uno specifico fornitore che assegna all’utente uno spazio sul suo disco rigido, nel quale vengono depositati automaticamente i messaggi che a esso sono indirizzati.

q Questo significa che non vi è necessità di una costante connessione alla Rete in attesa di messaggi in entrata

q Struttura di un indirizzo:– [email protected]

78 La posta elettronica e le altre applicazioni– 2.8.3

40


Altre applicazioni Internet

q Ftp, File Transfer Protocolq Newsgroupq Telnetq Servizi Peer-to-Peer (P2P)

79 La posta elettronica e le altre applicazioni– 2.8.3

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