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13/11/2017

1

INFORMATICA PER LA COMUNICAZIONE(92060)

Introduzione al corso

Informazioni sul corso

Ufficio: San Tomaso; ufficio 4

Orario di ricevimento: giovedì dalle 10.30 alle 12.30

Pagina web: http://www.unibg.it/dondi

Materiale del corso Libro di testo: M. Verdicchio, Informatica per la

comunicazione, Franco Angeli, 2016

Diapositive delle lezioni (piattaforma e-learning)

Informazioni sul corso

Modalità d’esame: test a risposta multipla 10 domande a risposta multipla (2 punti per

domanda)

2 domande a risposta aperta (6 punti per domanda)

È necessario rispondere correttamente ad almeno 6 domande a risposta multipla

Il punteggio complessivo deve essere almeno 18

Programma del corso - 1

Programma del corso Fondamenti di informatica

Concetti di base Architettura dell’elaboratore Software: sistema operativo

Rappresentazione dei dati Codifica analogica e digitale Codifiche di dati

Telematica e ipermedialità: Reti di elaboratori Internet, Web, Web 2.0 Usabilità e accessibilità

13/11/2017

2

Programma del corso -2

Programma del corso

Identità Identità sul Web

Sicurezza

Analisi di dati e privacy

Relazioni e Rete

Arte ed era digitale

Informatica

Informatica (da informatique) disciplina che si occupa di progettare e costruire macchine per l’elaborazione automatica di simboli (informazione)

Vantaggi elaboratori automatici: Tempi di elaborazione

Affidabilità

Elaborazione operazioni meccaniche

Informatica

Information & Communication Technology (ICT): disciplina nata dalla convergenza tra

Tecnologia dell’informazione

Telecomunicazioni

Elaborazione dell’informazione

L’elaborazione dell’informazione prevede le seguenti fasi:

1. Informazione in ingresso (input)

2. Fase di elaborazione

3. Informazione in uscita (output)

Possono essere presenti altre fasi:Memorizzazione

Trasmissione

13/11/2017

3

Sistemi automatici di elaborazione

Modelli per svolgere calcoli:

Modelli creati nell’antichità: es. abaco

Nel XVII secolo: modelli automatici per calcolo automatico Regolo calcolatore

Stepped Reckoner

Pascalina


Nell’800 vennero compiuti diversi passi importanti

Progettazione del primo elaboratore con unità di memoria e unità di calcolo (C. Babbage)

Scrittura dei primi programmi (A. King Lovelace)

G. Boole inventò l’algebra booleana


Nel ‘900 vennero realizzati i primi modelli funzionanti

A. Turing (1936): modello teorico noto come macchina di Turing

K. Zuse 1941: Z1


A partire dal 1943 progettati diversi modelli di calcolatore elettronico universale a valvole termoioniche

Colossus ENIAC (Electronic Numerical

Integrator and Computer) EDVAC (Electronic Discrete

Variable Computer): macchina di Von Neumann

13/11/2017

4


Anni ‘50: introduzione di transistor

Anni ‘60: produzione dei primi microprocessori, basati su circuiti integrati

Anni ‘70: Apple creò il personal computer

Anni ‘80: Apple creò il primo personal computer con interfaccia grafica

Alan Turing

Alan Turing (1912-1954), matematico inglese, diede un contributo fondamentale alla nascita dell’informatica

Macchina di Turing

Macchina di Turing

Dispositivo per l’elaborazione automaticadell’informazione

Modello teorico di elaborazione automatica

Il funzionamento imita un uomo che svolge calcoli

Macchina di Turing

La macchina di Turing è costituita da Un alfabeto con il simbolo speciale blank ( þ) Un nastro diviso in celle: ogni cella può contenere

un simbolo dell’alfabeto Una testina: può muoversi lungo il nastro,

leggere/scrivere nella cella corrente Insiemi di stati, tra cui uno stato iniziale e uno stato

finale, associati alla testina (registro di stati) Tabella di azioni

13/11/2017

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Macchina di Turing

Stato = a

0 1 0 1 0 0 0 1 þ þ

Cella1 Cella2

La macchina con

Alfabeto A = { 0,1, þ}

Stato della testina: a

Testina

Macchina di Turing

Il funzionamento della macchina di Turing è guidato da un insieme di regole; in base a

Stato della testina

Simbolo letto

La regola indica:

Il simbolo da scrivere

Lo stato della testina

Il movimento della testina

Macchina di Turing Universale

E’ possibile costruire una macchina universale (macchina di Turing universale): una macchina che imita il comportamento di qualunque macchina di Turing

Opportuna codifica delle istruzioni

Tesi di Church-Turing

Tesi di Church - Turing: l’insieme dei problemi risolvibili tramite metodi meccanici equivale all’insieme dei problemi risolvibili dalla macchina di Turing

Calcolatore in grado di simulare il comportamento di una macchina di Turing universale: TuringEquivalente

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6


Chi è considerato il primo programmatore nella storia?

1. Alan Turing

2. Blaise Pascal

3. John von Neumann

4. Gottfried Willhelm von Liebniz

5. Ada King

Macchina di Turing

In quale periodo iniziò la commercializzazione di massa delle Macchine di Turing?

1. Anni '50

2. Anni '60

3. Anni '70

4. Anni '80

5. Mai

Macchine, pensiero, IA

Turing oltre al modello per l’elaborazione automatica si pone una domanda

«Le macchine sono in grado di pensare?»

Per illustrare il problema introduce il gioco dell’imitazione

Il gioco dell’imitazione

? ?

Gioco dell’imitazione Test di Turing

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Limiti IA

Le potenzialità delle macchine sono state messe in discussione: Dreyfuss

Searle (esperimento della stanza cinese)

1


Algoritmi e programmi

Hardware e software

Hardware: componenti fisiche del computer

Software: componenti logiche del computer →istruzioni

Fasi di elaborazione

Le istruzioni indicano al computer come elaborare l’informazione:

Come leggere un’informazione in ingresso (input)

Come elaborarla producendo un certo risultato

Come mostrarla all’utente (output)

Problemi e soluzioni

La fase di elaborazione ha lo scopo di risolvere problemi

Problema: dato un insieme di dati in input, calcolo di una soluzione

Calcolo della soluzione → algoritmo

2

Algoritmo

Algoritmo (da al-Khuwārizmī) : metodo per calcolare la soluzione di un problema

Sequenza di istruzioni per elaborare i dati di input e produrre la soluzione (output)

Es. Algoritmo per sommare tra numeri

Algoritmo: caratteristiche

Un algoritmo deve possedere alcune caratteristiche Finitezza

Eseguibilità

Correttezza

Determinismo

Programmi e processi

Il concetto di algoritmo è legato a:

Programma: algoritmo scritto in linguaggiocomprensibile a un computer

Processo: programma in esecuzioneDescrizione di un algoritmo

Diagrammi di flusso

3

Diagrammi di flusso

Descrizione di programmi/algoritmi → diagrammi di flusso

Rappresentazione fasi di un algoritmo → blocchi

Fasi sono collegate da linee di flusso: indicano il flusso dell’elaborazione nel programma

Blocco di inizio e fine

Blocchi che rappresentano l’inizio e la fine di un algoritmo

Un solo blocco inizio; possono esserci più blocchi fine

Inizio

Fine

Blocco di operazione

Blocco operazione: operazione svolta, descritta all’interno del blocco

Somma 2 e 3

Blocco di controllo

Istruzione condizionale: condizione da verificare, da cui escono due possibili percorsi alternativi

Numero > 0?Sì/

VeroNo/Falso

4

Blocco di input e output

Blocchi che rappresentano la lettura di un dato in input e la scrittura di un dato in output

Input OutputX Y

Somma di due numeri

Somma Numero 1 e Numero 2

Numero 1

Numero 2

Risultato

Dato

Un algoritmo deve prevedere la memorizzazionedi dati (in input, in output, dati intermedi)

Dato: quantità di informazione memorizzabile ed elaborabile con una singola operazione

Es. Dati numerici, caratteri,…

Dispositivo di memoria: componente in grado di memorizzare un dato Lettura

Scrittura

Variabile

Variabile: contenitore di dati → spazio su un dispositivo di memoria

Attributi variabile: Nome

Valore

Utilizzo: memorizzare dati

5

Variabile

Variabili associate ad un tipo: tipo di dati che contengono int: numeri interi

String: stringhe di caratteri (frasi, parole)

boolean: valori booleani; valori logici vero e falso

Assegnamento

Valore contenuto in una variabile può essere modificato con un assegnamento

Nome ← < espressione >

Es.

X ← 11

Y ← X

somma ← numero1 + numero2

Somma di due numeri

Somma ← Numero 1 + Numero 2

Numero1

Numero2

Somma

Variabile strutturata

Dati strutturati: dati collegati per il tipo di informazione rappresentata

Variabile strutturata: utilizzata per memorizzare un dato strutturato

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Variabili strutturate

Vettore: sequenza lineare di celle

Matrice: tabella di celle

0 1 2 3 4 5

0 1 2 3 4

0

1

2

3

Confronto

Operatori di confronto → verifica di due valori numerici o due stringhe

Valore restituito → valore booleano

Valore booleano → vero o falso

Operatori di confronto

Operatori di confronto == verifica uguaglianza tra due valori

Es. x==y Se x e y valgono 5 → vero Se x vale 3 e y vale 5 → falso Se x e y contengono «promosso» → vero Se x contiene «promosso» e y contiene «bocciato» → falso

!= verifica disuguaglianza tra due valori Es. x!=y

Se x vale 3 e y vale 5 → vero

Operatori di confronto

< ( >, rispettivamente) verifica se il primo valore è minore (maggiore, rispettivamente) del secondo valore x<y

Se x = 3, y = 5 è vero

Se x = 5, y = 5 è falso

In modo analogo minore uguale (<=), maggiore uguale (>=)

7

Operazioni logiche

Operazioni su valori booleani: combinazione di valori booleani !: negazione

&: congiunzione

|: disgiunzione

Negazione

!: negazione, nega il valore booleano a cui è applicato x !x

falso vero

vero falso

Tabella di verità

Congiunzione

&: congiunzione; vera se entrambi i valori a cui è applicata sono veri

Tabella di verità

x y x & y

falso falso falso

falso vero falso

vero falso falso

vero vero vero

Disgiunzione

|: disgiunzione; vera se almeno uno dei valori a cui è applicata è vero

Tabella di verità

x y x | y

falso falso falso

falso vero vero

vero falso vero

vero vero vero

8

Operazioni logiche – Esempio

Esempio:

!(x==y) : vera quando x e y hanno valori differenti x = 5 e y = 10: !(x==y) ha valore vero

se x = 10 e y = 10: !(x==y) ha valore falso


Esempio:

(x>=100) & (x<y): vera quando x ha un valore:

maggiore o uguale a 100

minore di y


Esempio:

(x>=100) & (x<y) se x=50 (x>=100) & (x<y) → valore falso

se x=100 e y=90 → valore falso

se x=120 e y=200: (x>=100) & (x<y) → valore vero


Esempio:(x>100) | (x<y): vera quando1. x ha un valore > di 1002. x ha un valore < di y 3. x ha un valore > di 100 e < di y

Se x vale 101 e y vale 70? Se x vale 70 e y vale 101? Se x vale 90 e y vale 80?

9


Le operazione logiche possono essere combinate in modo complicato:

((voto>=18) & (voto<=30)) & (voto>= media

| (esame ==“Informatica per comunicazione”))

Accetto il voto se ?


((voto>=18) & (voto<=30)) & (voto>= media

| (esame ==“Informatica per la comunicazione”))

Accetto il voto se ho passato l’esame (18<= voto <=30)

non mi abbassa la media o è l’esame di Informatica per la comunicazione

Strutture di controllo

Fino ad ora → programmi/algoritmi sequenziali

Per costruire programmi/algoritmi più sofisticati →strutture di controllo

Strutture di controllo principali Diramazioni

Iterazioni (Cicli)

Diramazioni

Diramazione permette

esecuzione di una tra due istruzioni

in base valore di una condizione

Nei linguaggi di programmazione diramazione →costrutto IF-THEN-ELSE

10

Diramazione

Processo 2Processo 1

Condizionefalso vero

Diramazione - Esempio

Scriviamo un algoritmo che legge un numero in ingresso e controlla se è maggiore o minore di 100


Stampa “n >= 100”Stampa “n < 100”

n>=100falso vero

n ← input

Inizio

Fine


Scriviamo un algoritmo che legge due numeri e restituisce il numero massimo

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Massimo tra due numeri

Numero 1 > Numero 2

Numero 1

Numero 2

Numero 1 Numero 2

vero falso

Diramazione

Scriviamo un programma/algoritmo per decidere se accettare il voto: voto compreso tra 18 e 30

voto >= media → accettato

voto < media → rifiutato

Diramazione

StampaVoto non ammissibile

voto>=18&

voto<=30

verofalso

voto ← input

voto>=mediafalso vero

stampaVoto accettato

media ← input

stampaVoto rifiutato

Esercizio - Diramazione

Esercizio

Scrivere un programma/algoritmo che aggiunge l’IVA al prezzo di un prodotto: prezzo >= 100 € → IVA 20%

prezzo >= 10 € e < 100 → IVA 15%

prezzo < 10 € → esente da IVA

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Diramazione

n ← n +20(n/100)

n>=100falso vero

n ← input

n>=10falso vero

n ← n +15(n/100)

Inizio

Fine

Iterazione

Iterazione: operazione o insieme di operazioni applicate ripetutamente

Basata su un blocco di controllo Fino a che il blocco di controllo restituisce un certo

valore → ripetizione delle istruzioni

Iterazione: esempio

Scrittura di un algoritmo per la lettura di dieci numeri e copiatura nel vettore v, nelle celle v0 , v1,…, v9

Iterazione

i ≤9vero falso

i ← 0

vi← input

i ← i+1

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Iterazione - esempio

i ≤9vero falso

i ← 0

vi← input

i ← i+1

i=0 x

i=1 y

i=2 zi=3 k

i=9 h

Iterazione: esempio

Scrittura di un algoritmo per il calcolo dell’elevamento a potenza

Iterazione

i ≥1vero falso

h ← 1

h← h*j

i ← i-1

i ,j

h

Iterazione - esempio

i=2, j=3

i ≥1vero falso

h ← 1

h← h*j

i ← i-1

i ,j

h

i=2, j=3, h=1

i=2, j=3, h=1i=1, j=3, h=3i=0, j=3, h=9

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Iterazione: esempio

Scrittura di un algoritmo per determinare la somma di primi 5 numeri > 10 di un vettore

Iterazione

i ≤4vero falso

i ← 0; h ← 0

vi > 10

h ← h+ vi

vero falso

h

i ← i+1

Linguaggio macchina e linguaggi di alto livello

Linguaggio di programmazione

Parametrizzazione

Gli algoritmi risolvono una classe di problemi Es. Calcolano la somma di due numeri qualunque

Questo aspetto viene detto parametrizzazione In base a parametri in input viene risolto un problema

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Linguaggio macchina

Esecuzione di un programma da parte di una macchina: Esecuzione di operazioni primitive: operazioni che la

macchina è in grado di eseguire

Le istruzioni elementari di una macchina costituiscono il linguaggio macchina

Linguaggio macchina

Istruzioni codificate con numeri binari

Quattro tipi di istruzioni: Istruzioni logico-aritmetiche: add, sub, and

Istruzioni di trasferimento dati: load, store

Istruzioni di controllo

Istruzione di salto: jump

Linguaggio macchina

Ogni processore riconosce una determinata codificadi istruzioni:

Istruzione Codice

Add (somma) 0111 1111

Sub (sottrazione) 0110 1001

…

Processori con codifiche identiche: compatibili

Linguaggio di programmazione

Un linguaggio di programmazione permette la scrittura di programmi eseguibili da una macchina

I linguaggi di programmazione di alto livellodefiniscono operazioni più complesse delle istruzioni primitive Compilatore: traduttore da linguaggio di alto livello in

linguaggio macchina

16

Compilatore

Codice sorgente

Programma –Linguaggio di alto livello

Codice eseguibileProgramma –Linguaggio macchina

Compilatore

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1


Architettura dell’elaboratore

Architettura di Von Neumann

I computer sono dei sistemi di elaborazione:

costituiti da molte componenti

funzionamento coordinato delle diverse componenti

architettura di riferimento generale: architettura di Von Neumann Progetto EDVAC (1944)


Caratteristiche dell’architettura di Von Neumann

Descrizione di un elaboratore universale

Elaboratori costruiti secondo questa architettura: Turing equivalenti

Dati e istruzioni sono memorizzati nello stesso dispositivo

Utilizzo dell’aritmetica binaria

Distinzione tra memorizzazione ed elaborazione


Bus

Interfaccia I/OProcessore Memoria

Orologio di sistema

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Componenti dell’architettura di Von Neumann Processore (CPU, Central Processing Unit): funzioni

di elaborazione Memoria: divisa in celle, ognuna associata ad un indirizzo univoco contiene istruzioni e dati da elaborare

Interfaccia input/output: interfaccia con esterno Bus: canale di comunicazione Orologio di sistema: coordina le varie fasi

Orologio di sistema

Orologio di sistema (clock):

controlla la velocità delle operazioni del computer

invia una sequenza costante di impulsi alla CPU

ad ogni impulso → ciclo di elaborazione (ciclo macchina)

Bus

Bus di sistema: comunicazione tra le diverse componenti

Funzionalmente diviso in tre parti:

bus dati → dati da elaborare

bus indirizzi → indirizzi delle celle di memoria per la lettura/scrittura di dati

bus di controllo → istruzioni per il coordinamento delle componenti

Collo di bottiglia di von Neumann

La velocità di elaborazione di una CPU è superiore alla velocità di trasferimento del bus Tempo di attesa del trasferimento dati

Spreco tempo di elaborazione della CPU

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DOMANDA: In quale caso due calcolatori si dicono "compatibili"?

1. Le loro CPU adottano lo stesso linguaggio macchina

2. Rientrano nella stessa fascia di prezzo

3. Hanno la tastiera nella stessa lingua

4. Sono prodotti dalla stessa azienda

5. Utilizzano lo stesso tipo di memoria centrale

Collo di bottiglia di von Neumann

DOMANDA: Come si manifesta il collo di bottiglia di Von Neumann?

1. Rallentamenti dovuti dal numero eccessivo di programmi installati sul calcolatore

2. Rallentamenti determinati dall'utilizzo di interpreti invece che di compilatori

3. Rallentamento della CPU che attende la lettura/scrittura sul bus

4. Rallentamenti determinati da un eccessivo numero di programmi eseguiti contemporaneamente dalla CPU


DOMANDA: Quale di queste non è una componente della macchina di von Neumann?

1. Processore

2. Memoria

3. Interfaccia

4. Tabella delle azioni

5. Bus

Componenti principali


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4

Architettura di un elaboratore

Componenti principali di un moderno elaboratore basato sull’architettura di Von Neumann

Case Alimentatore Scheda madre CPU Memoria primaria Memoria secondaria Bus di comunicazione Orologio di sistema Periferiche di input/output

Scheda madre

Scheda madre : circuito stampato a cui si collegano le varie componenti del computer CPU

memoria

Connettori per periferiche

…

Permette la comunicazione tra le componenti: bus

Scheda madre Scheda madre

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CPU


CPU

La CPU (Central Processing Unit) esegue istruzioni in linguaggio macchina

In modo sequenziale e ciclico (ciclo macchina o ciclo CPU)

Effettuando operazioni di lettura delle istruzioni dalla memoria centrale

Dati letti e modificati in memoria centrale: accesso tramite indirizzo delle celle

Il processore

La CPU è costituita da transistor

Ogni transistor che può avere un segnale in uscita:Tensione alta (circa

3,3 V)

Tensione bassaFonte: Pixabay

Legge di Moore

Constatazione empirica (1965)Numero di transistor integrati in un unico circuito

integrato raddoppia ogni due anni

Evoluzione di elaborazione e capacità di memorizzazione

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Il processore

Registri: memorie locali della CPU

La CPU utilizza registri per la memorizzazione di istruzioni e dati

IR (Instruction Register)

PC (Program Counter)

PSW (Process Status Word)

Il processore

Il processore

ALU (Arithmetic Logic Unit):

svolgimento di istruzioni aritmetiche e logicheOperazioni aritmetiche: somma, sottrazione,

moltiplicazione, divisione

Operazioni logiche: confronto di due dati: =, <, >, AND, OR

Dotata di alcuni registri per la memorizzazione dei dati di input/output

Il processore

Registri fondamentali dell’unità di controllo

PC (Program Counter): registro contatore delle istruzioni

IR (Instruction Register): contiene una copia dell’istruzione da eseguire

Utilizzati nel ciclo macchina della CPU

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Il processore

La CPU esegue 4 fasi in modo ciclico (ciclo macchina o ciclo CPU)

Lettura (Fetch)

Decodifica

Esecuzione

Scrittura

Fase di lettura

Dettagli sulla fase di lettura (fetch)

1. unità di controllo legge in PC l’indirizzo di memoria contente l’istruzione da eseguire

2. contenuto di PC inviato alla memoria (bus indirizzi)

3. memoria trasferisce il contenuto della cellaall’indirizzo inviato (bus dati)

4. dato inviato copiato in IR

5. contenuto del PC viene incrementato (istruzione successiva)

Fase di decodifica

Fase di decodifica di un’istruzione

1. Viene individuata la parte che identifica l’operazione

2. Vengono individuate le parti che specificano gli operandi

Fasi di esecuzione e scrittura

Fase di esecuzione

Esecuzione dell’istruzione, in genere da parte della ALU

Fase di scrittura

Risultato scritto In un registro interno alla CPU

Memoria centrale

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Esempio di funzionamento della CPU

Trasferimento del contenuto di cella 44 nel registro R01

Trasferimento del contenuto di cella 52 nel registro R02

Somma del contenuto dei registri R01 e R02 e memorizzazione nel registro R03

Trasferimento del contenuto del registro R03 nella cella di memoria di indirizzo 44

Programma

101 load R01, 44

102 load R02, 52

103 add R01, R02, R03

104 store R03, 44

Indirizzi di memoria

CPU: esempio di funzionamento

Unità di controllo

Registri

CPU

ALU

101

PSW

PC

IR


Ind contenuto

… …

44 22

… …

52 10

… …

101 load R01, 44102 load R02, 52

103 add R01, R02, R03104 store R03, 44

Memoria


Istruzione 101

PC contiene valore 101

Fase di fetch

CPU manda sul bus indirizzi 101

La memoria invia sul bus dati il contenuto della cella 101(istruzione viene copiata dalla memoria in IR)

Contenuto del PC viene incrementato

Programma

101 load R01, 44

102 load R02, 52

103 add R01, R02, R03

104 store R03, 44

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Memoria Ind contenuto

… …

44 22

… …

52 10

… …

101 load R01, 44102 load R02, 52

103 add R01, R02, R03104 store R03, 44


CPU

Unità di controllo

Registri

ALU

load R01, 44

102

PSW

PC

IR

Programma

101 load R01, 44

102 load R02, 52

103 add R01, R02, R03

104 store R03, 44


Istruzione 101

Fase di decodifica ed esecuzione

CPU richiede il contenuto della cella di memoria di indirizzo 44

Memoria invia contenuto della cella 44


MemoriaInd contenuto

… …

44 22

… …

52 10

… …

101 load R01, 44102 load R02, 52

103 add R01, R02, R03104 store R03, 44

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CPU

Unità di controllo

Registri

ALU

load R01, 44

102

PSW

PC

IR

22R01


La CPU passa all’istruzione 102

Lettura del contenuto della cella 102 e caricamento dell’istruzione in IR

Decodifica ed esecuzione

Programma

101 load R01, 44

102 load R02, 52

103 add R01, R02, R03

104 store R03, 44


Memoria Ind contenuto

… …

44 22

… …

52 10

… …

101 load R01, 44102 load R02, 52

103 add R01, R02, R03104 store R03, 44


CPU

Unità di controllo

Registri

ALU

load R02, 52

103

PSW

PC

IR

2210

R01R02

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Esecuzione dell’istruzione 103(somma)

Nella fase di esecuzione l’unità di controllo

• trasmette alla ALU il codice dell’istruzione da svolgere (add)

• Attiva collegamenti tra registri R01 e R02 e ALU

ALU esegue la somma e scrive il risultato in R03

Programma

101 load R01, 44

102 load R02, 52

103 add R01, R02, R03

104 store R03, 44



… …

44 22

… …

52 10

… …

101 load R01, 44102 load R02, 52103 add R01, R02, R03104 store R03, 44


CPU

Unità di controlloALU

add R01, R02, R03

104

PSW

PC

IR

Registri

2210

R01R02

32R03


Esecuzione dell’istruzione 104(store)Viene prelevato indirizzo 44 e inviato alla memoria

Inviato alla memoria il contenuto del registro R03

Programma

101 load R01, 44

102 load R02, 52

103 add R01, R02, R03

104 store R03, 44

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12


CPU

Unità di controllo

Registri

ALU

store R03, 44

105

PSW

PC

IR

2210

R01

R0232R03



… …

44 32… …

52 10

… …

101 load R01, 44102 load R02, 52

103 add R01, R02, R03104 store R03, 44

Funzionamento della CPU

La velocità di elaborazione della CPU dipende dalla frequenza dei cicli macchina: clock

Viene espressa in hertz (unità misura di frequenza): numero impulsi al secondo

Attualmente si usano gigahertz (GHz)

Processori multi-core: chip con due o più CPU integrate: operazioni svolte in parallelo


DOMANDA: Nella CPU, qual è il contenuto del registro IR (Instruction Register)?

1. L'istruzione attualmente in esecuzione2. L'indirizzo della cella di memoria contenente la

prossima istruzione da eseguire3. I dati di input per l'istruzione attualmente in

esecuzione4. Il dato generato dall'esecuzione dell'istruzione5. L'indirizzo della cella di memoria in cui dovrà essere

salvato il risultato dell'esecuzione dell'istruzione

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DOMANDA: Nella CPU, qual è il contenuto del registro PC (Program Counter)?

1. L'istruzione attualmente in esecuzione2. L'indirizzo della cella di memoria contenente la

prossima istruzione da eseguire3. I dati di input per l'istruzione attualmente in

esecuzione4. Il dato generato dall'esecuzione dell'istruzione5. L'indirizzo della cella di memoria in cui dovrà essere

salvato il risultato dell'esecuzione dell'istruzione

20/11/2017

1

Memoria


Memoria

Dispositivo di memorizzazione: immagazzinamento dati e istruzioni utili per l’elaboratore

Caratteristiche fondamentali di una memoria generica : velocità della memoria capacità di memorizzazione memorizzazione permanente o temporanea costo della memoria

Memoria

Velocità di memorizzazione cresce con il costo per bit

Esistono memorie di limitata capacità, veloci (costo alto)

Memorie di grande capacità ma lente (costo contenuto)

Memoria

Tipi di memoria:

registri CPU

memoria centrale: memoria temporanea o di lavoro

di sola lettura o ROM (Read Only Memory )

memoria di massa (o secondaria): area di memorizzazione permanente

20/11/2017

2

Memoria centrale

Caratteristiche della memoria centrale:

contiene istruzioni e dati che la CPU elabora

costituita da celle

ogni cella identificata da un indirizzo univoco

viene detta RAM (Random Access Memory,memoria ad accesso casuale o accesso diretto)

è una memoria volatile

Memoria centrale

Indirizzi delle celle di memoria

Contenuto delle celle di memoria

Memoria centrale

Alloggiamenti memoria

Memoria RAM

Memoria centrale

Memoria RAM: Costituita da transistor che creano circuiti

bistabili (sRAM)

Carica elettrica immagazzinata in materiale dielettrico (dRAM)

20/11/2017

3

Memoria centrale

Acceso alle memoria centrale → diretto: si accede in modo diretto ad una cella tramite l’indirizzo

Tempo di accesso costanteOgni cella richiede lo stesso tempo

Accesso ai dati

Oltre all’accesso diretto ai dati:

Accesso sequenziale

Accesso misto

Accesso associativo

Accesso ai dati

Oltre all’accesso diretto ai dati: Accesso sequenziale: sequenza accesso

predefinita Tempo di accesso variabile Tipico dei nastri

Accesso misto: serie di accessi diretti seguiti da una ricerca sequenziale Tempo di accesso varia a seconda di dove si trova il

dato Utilizzato nei dischi

Accesso ai dati

Accesso associativo: simile all’accesso diretto Dipendente dal valore che si sta cercando

Tempo di accesso costante per ogni cella

Usato nelle memorie cache

20/11/2017

4

Memoria ROM

ROM (Read Only Memory): memoria di sola lettura, permanente

EPROM (Erasable Read Only Memory): memoria modificabile con particolari procedure

Dati contenuti in memoria ROM: programmi e istruzioni per la fase di inizializzazione (bootstrap)

Non è utilizzata per memorizzare i dati dell’utente

Memoria centrale

DOMANDA: Quale di queste affermazioni non è vera per la memoria centrale?

1. È ad accesso diretto

2. È più veloce della memoria di massa

3. È volatile

4. È persistente

5. Contiene i programmi in esecuzione

Memoria secondaria


Memoria secondaria

Capacità di memorizzazione dei dispositivi di memoria:

Memoria centrale→ attualmente si arriva ad alcuni GB

Memoria secondaria→ centinaia di GB o TB

20/11/2017

5

Memoria secondaria

Memoria principale e registri: volatilità, capacità limitata

Necessità di una memoria permanente di grande capacità modificabile

Memoria secondaria o di massa

Memoria secondaria

Caratteristiche dispositivi di memorizzazione di massa: Persistenza dei dati

Tempo di accesso maggiore rispetto alla RAM

Minor costo per bit

Dispostivi fissi/rimovibili

Utilizzati per operazioni di backup

Memoria secondaria

Dispositivi di memorizzazione secondaria:

Dischi fissi

Dischi floppy

Nastri magnetici

Dischi ottici

Memorie flash

Memorie magnetiche

Memorie ottiche

Memorie elettroniche

Memoria secondaria

Memorie secondarie dotate di due componenti fondamentali:

dispositivi: unità per accesso al supporto tramite una testina

supporti: dove fisicamente vengono memorizzati i dati

20/11/2017

6

Memorie magnetiche

Materiali ferromagnetici influenzati da un campo magnetico esterno → stato di magnetizzazione

Supporti ricoperti da strato di materiale ferromagnetico Piccole aree caratterizzate dallo stato di

magnetizzazione

Testina per accesso alle aree di memorizzazione

Dischi

Struttura del disco o dei dischi (platter) divisione in tracce concentriche disco diviso in settori Blocco o record: intersezione tra settori e tracce Tracce e settori adiacenti separati da parti vuote

Accesso al disco

Ogni blocco: associato ad un indirizzo Informazione memorizzata su blocchi (non

necessariamente contigui) Disco in rotazione

Accesso al disco

Recuperare i dati dipende da alcuni fattori: tempo di ricerca: posizionamento sulla traccia corretta

latenza di rotazione: posizionamento all’inizio del blocco cercato

Inoltre dipende dal tempo di trasferimento

20/11/2017

7

Memorie magnetiche

Formattazione: predisposizione del disco per l’utilizzo Perdita dei dati

Individuazione blocchi danneggiati

Struttura logica per la memorizzazione (file system)

Deframmentazione

Dischi floppy

Dischi floppy:

diametro di 3,5 pollici

capacità di memoria di 1,44 MB

Rotazione avviata solo per accedere ai dati → ritardo nell’accesso ai dati

Disco rigido

Disco rigido (hard disk):

Costituito da uno o più dischi sovrapposti (piatti)

Capacità di memorizzazione fino a qualche TB

Cilindro: tracce di pari diametro

Racchiuso in un contenitore metallico

Nastri magnetici

Nastri magnetici:

Supporto: nastro di materiale plastico, ricoperto da strato ferromagnetico

Elevate capacità di memorizzazione

Accesso ai dati: sequenziale

Tempi di accesso ridotti

Utilizzati per backup

20/11/2017

8

Dischi ottici

Dischi ottici:

Supporto costituito da un disco

Lettore per l’accesso ai dati

Costituiti da più strati: Substrato di materiale plastico

Strato riflettente

Strato protettivo

Dischi ottici

Superficie del substrato: Singola traccia a spirale Traccia divisa in zone microscopiche Pit (fossa) Land (pianeggiante)

Rotazione all’interno del lettore Luce laser percorre la traccia Riflessa in modo differente a seconda del dato

codificato

Dischi ottici

Tipi di supporto disponibili

Sola lettura (Read Only Memory, ROM)

Scrivibili (Write Once Read Many, WORM)

Riscrivibili (Rewritable, RW)

La scrittura dei dati richiede l’utilizzo di un dispositivo per la scrittura: masterizzatore

Dischi ottici

Supporti differenti per capacità di memorizzazione

Compact Disk (CD): 700 MB

Digitale Versatile Disk (DVD): fino a 8,5 - 17 GB

Blue Ray: fino a 50 GB

Differenti per

Grandezza pit e land

20/11/2017

9

Memoria Flash

Memoria elettroniche EEPROM (Electrically ErasableProgrammable Read-Only Memory)

Programmabili (riscrivibili): numero limitato di operazioni di scrittura/cancellazione

Non volatili Portabilità, affidabilitàFormati Memory card Drive USB: memoria flash e interfaccia USB (Universal

Serial Bus) Drive a stato solido

Gerarchie di memoria

Elaboratore ha diversi tipi di memoria organizzate per:

Velocizzare le prestazioni

Ridurre i costi

I diversi tipi di memoria sono organizzati in gerarchia:

Dalla più veloce, meno capiente

Alla più lenta, più capiente


Nell’organizzazione della gerarchia: Principio di località

Due forme del Principio di località:

località spaziale: se un programma accede ad una cella di memoria → accesso alle celle vicine

località temporale: se un programma accede ad una cella → nuovo accesso alla cella


Consideriamo un dispositivo di memoria M

Una cache per M è un dispositivo Con capacità inferiore rispetto a M

Maggiore velocità rispetto a M

Nell’accesso ai dati in M Copia di alcuni dati mantenuta nella cache

20/11/2017

10


L’aggiornamento della memoria cache di M segue politica LRU (Least Recently Used) di aggiornamento:

accesso a cella x non contenuta nella cache di M

ricerca in M

spostamento del dato nella cache (insieme ad altri dati nelle vicinanze)

dati sostituiti → usati nel momento più lontano


Gerarchia di memoria dei calcolatori moderni

1. registri CPU

2. Cache di livello 1



5. Memoria centrale

6. Memoria di massa


Gerarchia di memoria dei calcolatori moderni

1. registri CPU




5. Memoria centrale

6. Memoria di massa

Memoria

DOMANDA: Quale di questi è un sinonimo di "memoria di massa"?

1. Memoria centrale

2. RAM

3. Memoria volatile

4. Memoria secondaria

5. ROM

20/11/2017

11

Memoria

DOMANDA: Quale di questi è un dispositivo magnetico?

1. Disco rigido

2. CD

3. DVD

4. Memory card

5. Drive USB

Memoria

DOMANDA: Quale tipo di accesso è caratteristico dei nastri magnetici?

1. Sequenziale

2. Diretto

3. Misto

4. Associativo

5. Ipertestuale

Memoria

DOMANDA: Quale di queste affermazione a proposito di un drive USB (chiavetta) è vera?

1. È volatile

2. Consente un numero infinito di operazioni di scrittura

3. Ha un tempo d'accesso inferiore a quello della RAM

4. È persistente

24/11/2017

1

Periferiche


Periferiche

Fino ad ora → struttura interna dell’elaboratore

Consideriamo componenti che permettono interazione con l’esterno Immissione dati (input)

Emissione dati (output)

Periferiche

Periferica controllata da interfaccia: scheda collegata a bus di sistema

Collegamento tra interfaccia → porte di comunicazione sul computer

Diversi tipi di connettori: VGA, DVI, HDMI USB …

Periferiche di input

Ricevere informazione in ingresso (periferiche di input): Tastiera

Strumenti di puntamento

Scanner

...

24/11/2017

2

Periferiche di output

Mostrare i risultati ottenuti dall’elaborazione dell’input (periferiche di output) Schermo

Stampanti

Casse audio

...

Tastiera

Traduzione tasto → corrispondente segnale elettrico

Disposizione tasti → nazione di riferimento

Dispositivi di puntamento

Strumenti di puntamento per interazione con il computer → interfacce grafiche (GUI)

Mouse

Tecnologie per rilevare i movimenti Sfera

Ottica

Dispositivi di puntamento

Altri dispositivi di puntamento Touchpad

Trackball

Joystick

Touchscreen

24/11/2017

3

Schermo

Rappresentazione di informazione →discretizzazione

Elemento rappresentato come una serie di elementi in una griglia

Le immagini discretizzate costituite da punti: pixel (picture element)

Discretizzazione

Fonte: fotografiamoderna.it

Pixel

Nella tecnologia LCD: Pixel suddivisi in subpixel di colori rosso, verde, blu

Colori definiti con opportune gradazioni di questi colori: 256 possibili gradazioni

Ogni pixel ha 256*256*256= 16.777.216 sfumature

Profondità di colore: numero colori utilizzati per ogni pixel

Profondità di colore

Commons.wikipedia.org

24/11/2017

4

Risoluzione

Risoluzione di uno schermo: numero massimo di pixel rappresentabili:

n. pixel orizzontali * n. pixel verticali 1366*768

1024*768

1280*720

Risoluzione

Rapporto d’aspetto

Caratteristiche di uno schermo Dimensione dell’immagine visibile (in pollici):

diagonale del monitor

Rapporto d’aspetto (rapporto tra base e altezza) 4:3

16:9: formato panoramico

Scheda grafica e GPU

CPU gestisce lo schermo tramite una scheda grafica

Scheda grafica: mappa dello schermo Trasmette informazioni al monitor

La quantità di calcoli per il controllo dello schermo ha portato all’introduzione di processori dedicati: GPU (Graphical Processing Unit)

24/11/2017

5

Schermo

Altre caratteristiche: Luminosità

Contrasto

Frequenza di aggiornamento

Angolo di visibilità

Schermo

DOMANDA: La profondità di colore è legata a:1. Risoluzione di un monitor

2. Rapporto d’aspetto di un monitor

3. Numero di colori rappresentabili su un monitor

4. Frequenza della CPU

Schermo

DOMANDA: Quale di queste può essere l'indicazione della risoluzione di un video?

1. 16:9

2. 4:3

3. 17"

4. 3 ppm

5. 1024x768

Schermo

DOMANDA: Come si misura la dimensione dell'immagine visibile su un video?1. Lungo la base

2. Lungo l'altezza

3. Sommando base e altezza

4. Lungo la diagonale

5. Calcolando la media tra base ed altezza

24/11/2017

6

Stampanti

Stampante: dispositivo di output

Diversi tipi di stampanti basate su tecnologie differenti:

Getto d’inchiostro

Laser

A impatto

Risoluzione di una stampante

Caratteristiche di una stampante

Risoluzione: densità di punti stampati sul foglio Si misura in dpi (dots per inch)

Velocità di stampa: Si misura in ppm (pages per minute)

Misura non standardizzata

Stampanti a getto d’inchiostro

Gocce di inchiostro trasferite sulla carta

Ogni goccia → punto di inchiostro da colorare

Il foglio scorre sotto una testina che applica l’inchiostro

Caratteristiche Elevata risoluzione

Prezzo contenuto

Stampanti laser

Tecnologia delle stampanti laser:

Raggio laser proietta immagine su un rullo

Punti del rullo caricati elettrostaticamente

Carica elettrostatica attrae polvere (toner ) →inchiostro

Punti attivati trasferiti sul foglio

24/11/2017

7

Stampanti

DOMANDA: Con quale unità si può misurare la velocità di stampa di una stampante?

1. bps

2. pollici

3. hertz

4. ppm

5. dpi

Stampanti

DOMANDA: Con quale unità di misura si può misurare la risoluzione di una stampante?

1. ppm

2. bps

3. pollici

4. hertz

5. dpi

Acquisizione immagini

Scanner: permette di acquisire testo e immagini di un documento cartaceo

Funzionamento dello scanner: una luce fluorescente percorre il documento

sensori individuano luminosità delle diverse zone

Qualità: risoluzione (ppi)

Acquisizione immagini

Testo acquisito → per l’elaboratore è un’immagine

Optical Character Recognition: OCR

Scansione contenente testo → conversione dell'immagine nel testo corrispondente

Riconoscimento caratteri

24/11/2017

8

Altre periferiche

Altre periferiche collegabili all'elaboratore:

Macchine fotografiche digitali

Webcam

Altoparlanti

Lettori MP3

Telefoni cellulari

Combinazione (LIM)

26/11/2017

1


Software

Software

Il software può essere diviso in due categorie:

Software applicativo: applicazioni per problemi specifici

Software di base: gestione dell’elaboratore (Sistema operativo)

Bootstrap

All’avvio di un elaboratore, la RAM è vuota

Se la CPU esegue solo istruzioni in RAM, come è possibile avviare l’elaboratore?

Fase di bootstrap: Esecuzione di istruzioni in memoria non volatile

Esecuzione BIOS (Basic Input/Output System)

Caricamento del sistema operativo in RAM

Sistema operativo

Software

26/11/2017

2

Il sistema operativo

Il sistema operativo è un software di sistema o di base:

Gestione delle risorse del computer

Interfaccia per l’utente

Astrazione rispetto all’hardware (macchina virtuale o astratta)

Supporto ai programmi applicativi

Il sistema operativo - elementi

Elementi del sistema operativo:

Nucleo (kernel): gestione CPU

Gestione della memoria

File system

Gestione delle periferiche

Gestione della rete

Interprete dei comandi


Sistema operativo

nucleo

hardware

G. memoria

File system

G. periferiche


G. rete


Sistemi operativi:

Unix

Linux

Microsoft Windows

Mac OS

iOS

Android

…

26/11/2017

3


DOMANDA: Quale di questi non è un componente di un sistema operativo?

1. Nucleo

2. Gestore della memoria

3. File system

4. CPU

5. Interprete dei comandi

Gestione della CPU

Sistema operativo


Primi elaboratori: Monoprogrammati: un solo

programma in memoria centrale Privi di sistema operativo Gestione dell’hardware da

parte degli utenti

Sistemi batch Monitor: automazione dell’avvio

dei programmi Durante l’esecuzione nessuna

interazione

Fonte: commons.wikipedia


Sistemi operativi successivi (anni ‘60): recupero tempo inattività

Tempo di attesa periferiche I/O

Tempo di attesa dispositivi di massa

Sistemi multiprogrammati

26/11/2017

4

Multiprogrammazione

Sistemi multiprogrammati:

RAM suddivisa in spazi

Ogni spazio associato ad un determinato programma

In ogni instante: un solo programma eseguito dalla CPU

Indirizzo Contenuto

1 …

2 …

3 …

4 …

5 …

6 …

7 …

8 …

9 …

10 …

Programma 1

Programma 2

Programma 3

RAM


La nascita di applicazioni interattive, ha portato a classificare le applicazioni in base all'utilizzo della CPU:

Applicazioni I/O Bound: interattive, spreco CPU

Applicazioni CPU Bound: non interattive, utilizzo intenso CPU

Sistemi operativi time-sharing

Sistemi operativi time-sharing (multitasking): simulano un’esecuzione parallela

Tempo della CPU:

diviso in intervalli

condiviso tra i processi in memoria

Parallelismo virtuale


26/11/2017

5


Due processi: Writer Ricerca di un file


Tempo di esecuzione dei programmi

Writer: 1s di esecuzione

2s di attesa

1s di esecuzione

Ricerca di un file 3s di esecuzione


Sistema monoprogrammato

1s 1s 1s 1s 1s 1s 1s

7s


Sistema time-sharing

1s 1s 1s 1s 1s

5s

26/11/2017

6

Processo

Programma

Entità statica

Costituito da: codice

Processo

Evolve dinamicamente

Costituito da: codice

dati

allocazione in RAM

Nei sistemi operativi moderni si parla di processo, non di programma

Processo

Un processo può trovarsi nei seguenti stati:

pronto: attende l’esecuzione da parte del processore

esecuzione: processore dedicato all’esecuzione del processo

in attesa: non può essere eseguito (in attesa di un evento esterno)

Processo

Alla creazione: processo in stato pronto

Lo stato del processo può evolvere

La lista dei processi in stato pronto gestita da una componente del nucleo→ schedulatore

In genere i processi pronti formano una coda

Lo schedulatore gestisce l’ordine di esecuzione della CPU: politica di scheduling

Schedulazione

Pronto

In attesa

In esecuzioneProcesso 2

Processo 3


26/11/2017

7

Schedulazione

Politica di schedulazione Round Robin

Processo in esecuzione richiede operazione input/output → in attesa

Ad ogni processo assegnato un quanto di tempo; terminato il quanto processo in esecuzione → stato pronto

Il primo processo tra i processi in stato pronto → in stato esecuzione

Schedulazione

Pronto

In attesa


Processo 3


Schedulazione

Pronto

In attesa

In esecuzione

Processo 3

Processo 4 Processo 2

Processo 1

Schedulazione

Pronto

In attesa


Processo 4


26/11/2017

8

Schedulazione

Sospensione di un processo da stato in esecuzione prevede:

Salvataggio informazioni sul contesto di esecuzione (Context Swapping)

Salvataggio delle informazioni per la ripresa dell’esecuzione Valori assegnati ai registri CPU

Multiprogrammazione

La multiprogrammazione permette

Esecuzione virtuale di più applicazioni contemporaneamente

Una sola finestra attiva (processo foreground)

Altri processi in background Finestre non attive

Demoni/servizi

Schedulazione

DOMANDA: Per un processo in un sistema in time sharing, quale transizione di stato non è possibile?

1. Da "pronto" a "in esecuzione"

2. Da "in esecuzione" a "pronto"

3. Da "in esecuzione" a "in attesa"

4. Da "in attesa" a "in esecuzione"

5. Da "in attesa" a "pronto"

Schedulazione

DOMANDA: In un sistema in time sharing, cosa si intende per "context swapping"?

1. Lo scambio di dati tra due processi2. Il trasferimento di alcune pagine dalla RAM all'area

di swapping su memoria di massa3. Il salvataggio dello stato di un processo ed il ripristino

dello stato di un altro4. L'aggiornamento del sistema operativo ad una

versione più recente5. Lo stato di un processo

26/11/2017

9

Gestione della memoria

Sistema operativo

Gestione della memoria centrale

Multiprogrammazione: memoria centrale condivisa da più processi

Problematiche:

memoria centrale è costosa → dimensioni limitate

gestione dello spazio privato di ciascun processo


Tecnica di gestione della memoria centrale:

Memoria virtuale:Ogni processo ha uno spazio di indirizzamento virtuale

Lo spazio di indirizzamento virtuale non necessariamente coincide con quello fisico


Tecnica di gestione della memoria centrale:

Memoria centrale suddivisa in pagine fisiche: blocchi di dimensione fissa

Programma caricato in RAM: rilocazione Suddivisione in pagine logiche

Assegnato a pagine libere

26/11/2017

10


Esempio

Processo 1

Processo 2

Memoria centrale

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Spazio virtuale

Pagina 1

Pagina 2

Pagina 3

Spazio virtuale

Pagina 1

Pagina 2

Pagina 3


Rilocazione gestita da MMU (MemoryManagement Unit):

Dispositivo hardware per traduzione indirizzi logici in indirizzi fisici

Tabella delle pagine: corrispondenza tra indirizzi logici e fisici


Limitazione della memoria centrale → zona della memoria secondaria (area di swap) per trasferimento di parte della memoria centrale

Periodicamente

processi scaricati nell’area di swap

processi nell’area di swap caricati in memoria


26/11/2017

11


DOMANDA: Cosa si intende per "MMU"?1. Un registro della CPU

2. Una memoria volatile

3. Un'applicazione per la riproduzione di brani musicali

4. Un dispositivo hardware per la gestione della RAM

5. Una componente software del sistema operativo


DOMANDA: In un sistema che realizza la memoria virtuale, cosa si intende per "swapping"?

1. Lo scambio di dati tra due processi

2. Il trasferimento di alcune pagine dalla RAM ad un'area su memoria di massa

3. Il salvataggio dello stato di un processo ed il ripristino dello stato di un altro

4. L'aggiunta di schede di RAM

5. La morte di un processo e l'eliminazione dalla RAM delle pagine da esso occupate


Sistema operativo


Periferiche collegate al computer tramite interfacce

Caratteristiche fisiche delle periferiche sono nascoste → rappresentazione astratta →periferiche virtualiGestore si occupa di conflitti nell’utilizzo

Comandi di alto livello

26/11/2017

12


Controller: dispositivo hardware per comunicare con una periferica

Driver: software di gestione di una periferica Nasconde i dettagli del controller

Fornisce comandi di alto livello

Traduzione dei comandi astratti in comandi specifici

Plug and Play

Molti sistemi operativi supportano il Plug and Play Rilevamento di una periferica

Riconoscimento del driver opportuno e la sua installazione

Gestore delle periferiche

DOMANDA: Come si chiama il componente software, specifico per un particolare modello di periferica, che ne consente la corretta gestione da parte del sistema operativo?

1. Gestore delle periferiche

2. Kernel

3. Driver

4. Drive

5. Drive USB

File System

Sistema operativo

26/11/2017

13

Gestione dei file

Gestore della memoria secondaria (file system): gestisce la memorizzazione dei dati sulla memoria di massa

Obiettivi della gestione della memoria secondaria: nascondere la complessità dei meccanismi di

memorizzazione

gestione efficiente della memoria secondaria

Gestione dei file

Dati organizzati in file e cartelle

Rappresentazione strutturalogica gerarchica

Cartella che contiene tutti i file e le cartelle → radice

Struttura ad albero

Gestione dei file

File identificati da Nome

Pathname: percorso dalla radice fino a cartella/file Es. C:\Documenti\Lezione.pdf

Gestione dei file

Percorso relativo: percorso a partire dalla cartella corrente

Es. Sono nella cartella C:\Programmi Percorso relativo del file prova.exe: Prove\prova.exePercorso assoluto: C:\Programmi\Prove\prova.exe

26/11/2017

14

Gestione dei file

Nel file system: cartella corrente “.” cartella precedente “..”

C

Documenti Programmi

Lezione.pdf

primo.exe

Prove

prova.exe

Cartella corrente: Prove

Percorso relativo per C:\Documenti\Lezione.pdf?

Gestione dei file

C

Documenti Programmi

Lezione.pdf

primo.exe

Prove

prova.exe

Cartella corrente: Prove

Percorso relativo per C:\Documenti\Lezione.pdf?

..\..\Documenti\Lezione.pdf

Gestione dei file

File system memorizza alcune caratteristiche fondamentali di un file:

formato

occupazione di memoria

informazioni temporali

diritti di accesso

Gestione dei file

DOMANDA: Quale struttura dati meglio delinea il file system di Windows?1. Pila

2. Lista

3. Albero

4. Anello

5. Coda

26/11/2017

15

Gestione dei file

DOMANDA: Il percorso assoluto di un file è:1. Un programma applicativo

2. Il gestore della memoria

3. L’estensione del file

4. Il percorso dalla cartella corrente

5. Il percorso dalla cartella radice

Interfaccia utente

Sistema operativo

Interfaccia utente

Componente per la comunicazione con l’utente

In risposta ai comandi, attiva i relativi programmi

Interfaccia utente

Linea di comando Digitazione comandi

Interfaccia grafica WYSIWYG (What You

See Is What You Get)

Interfacce multimediali

26/11/2017

16


All’inizio di una sessione → autenticazione: Controllo accesso alle risorse

Personalizzazione ambiente applicativo

Autenticazione possibile Dimostrazione di conoscenza (username/password)

Dimostrazione di possesso (smart card)

Dimostrazione di caratteristiche fisiche (impronte digitali, retina)

Interfaccia utente

Possibili utenti di un elaboratore Amministratore di sistema

Operatore di sistema

Programmatore

Utente applicativo

Software maligni

Software

Software maligni

Programmi progettati per infiltrarsi nell’elaboratore (Malware)

Virus: istruzioni dannose all’interno di un programma Infezione di altri programmi

Cancellazione/danneggiamento file

Diffusione da un calcolatore all’altro

26/11/2017

17

Software maligni

Programmi progettati per infiltrarsi nell’elaboratore (Malware)

Worm: programma che si diffonde su vari elaboratori in rete

Cavallo di Troia: applicazione che compromette sicurezza elaboratore, nascosto all’interno di altre applicazioni

Altri casi: spyware, adaware, crimeware, hoax

Software maligni

Difesa da software maligni

Comportamento dell’utente

Firewall: hardware o software per impedire accessi

Antivirus: programmi in grado di individuare/rimuovere software maligni

Software maligni

DOMANDA: Quale dispositivo è più adatto per difendersi da un trojan horse?

1. Hoax

2. Firewall

3. Adware

4. Access point

5. Compilatore

29/11/2017

1


Rappresentazione dei dati


Un elaboratore permette la fruizione di diversi contenuti: Numeri

Testi

Immagini

Audio

Video

…

Codifica

La rappresentazione dell’informazione è basata su una codifica

Codifica: corrispondenza biunivoca tra elementi di un insieme e un insieme di numeri naturali

Negli elaboratori: rappresentazione binaria (bit)

Codifica – Un esempio

lunedìmartedì

mercoledìgiovedìvenerdìsabatodomenica

12

34

56

7

lunedìmartedì

mercoledìgiovedìvenerdìsabatodomenica

1

34

56

7

Quale giorno codifica 1?

29/11/2017

2

Standard

Gli standard di comunicazione sono basate su una convenzione condivisa

Assenza di ambiguità e incongruenze in fase di Codifica

Decodifica

Standard: un esempio

U+1F602

□

Codifica binaria

Nei calcolatori → codifica binaria

Supponiamo di avere una successione di k bit: posso rappresentare 2k successioni distinte k=2 00, 01, 10, 11

k=3 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111

…

Se ho k bit posso costruire una codifica univoca per al più 2k entità

Codifica binaria

Supponiamo di dover codificare i mesi dell’anno. Di quanti bit ho bisogno?

gennaio

febbraio

marzo

aprile

maggio

giugno

settembre

0

1

0000

0001

0010

luglio

ottobre novembredicembre

gennaio

febbraio aprile

giugno

settembreottobre novembre

dicembre

maggio

marzo

agosto agostoluglio

gennaio

febbraio

aprile

giugno

settembre

ottobre

novembre

dicembre

maggio

marzo

agosto

luglio

0011

010001010110

0111100010011011

1110

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3

Teoria dell’informazione

Nasce quando Claude Shannon(1948) introduce lo studio sistematico dell'informazione

Misura della quantità di informazione contenuta in un supporto

Codifica

DOMANDA: Volendo codificare in binario, con una codifica a lunghezza costante, i 7 giorni della settimana, quale lunghezza minima devono avere le sequenze di bit adottate?

1. 1

2. 2

3. 8

4. 7

5. 3

Informazione analogica e digitale


Informazione digitale e analogica

Due approcci per codificare l’informazione Codifica analogica

Codifica digitale

Codifica analogica: individuazione di una grandezza analoga per rappresentare incrementi/decrementi

Es. termometro a mercurio, orologio analogico

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4

Informazione digitale e analogica

Codifica digitale (da digit, cifra)

Alfabeto di simboli

Regole di codifica: legame tra un valore e una sequenza di simboli

Es. orologio digitale

Alfabeto: notazione decimale

Regole di codifica: relazioni tra i numeri utilizzati

Informazione discreta e continua

Informazione discreta Insieme di valori

riconducibile ai numeri naturali

Es.: termometro digitale

Informazione continua Insieme di valori

riconducibile ai numeri reali

Es.: termometro a mercurio

Rappresentazione binaria di informazione non numerica


Codifica del testo

Carattere: simbolo dell’alfabeto

Stringa: successione di caratteri

Conversione in codifica dei caratteri

Codifica univoca per ogni simbolo dell’alfabeto: Lettere maiuscole e minuscole

Simboli interpunzione

Cifre numeriche e simboli matematici

Altri caratteri (es. è, ò, @, …)

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Codice Morse

Codifica di caratteri: corrispondenza tra un carattere e una combinazione di impulsi elettrici

Fonte: Wikimedia Commons

Codifica del testo

Codifica ASCII (American Standard Code for Information Interchange): codifica con 7 bit

Successivamente Extended ASCII: estensione a 8 bit (1 byte)

Il carattere “A” è rappresentato da 0100 0001

Codifica ASCII Codifica Unicode

Altre codifiche:

Codice Unicode: 16 bit per rappresentare un carattere Obiettivo: favorire interoperabilità

Unicode 2015: aggiunta la codifica degli emoji

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Varianti di Unicode

Alcune varianti per il Web UTF-8 (Unicode Transformation Format 8): codifica più

diffusa

ISO

Codifica Microsoft

Codifica del testo

File di testo utilizzati dagli elaboratori File di puro testo (file .txt)

File di testo con formattazione (file .doc, .docx, .odt,…)

Linguaggi di marcatura: marcature (tag) per descrivere alcuni aspetti del documento <html>, <a>, <p>,…

Linguaggi di descrizione dell’impaginazione: PostScript, PDF (Portable Document Format)

Codifica del testo

DOMANDA: La codifica ASCII?1. Serve per codificare immagini

2. È utilizzata per codificare suoni

3. Utilizza 1 bit per la codifica dei caratteri

4. Utilizza 7/8 bit per la codifica dei caratteri

5. Utilizza 128 bit per la codifica dei caratteri

Codifica del testo

DOMANDA: La codifica Unicode?1. Serve per codificare suoni

2. Non è utilizzata per codificare il testo

3. Utilizza 2 bit per la codifica del testo

4. Utilizza più bit della codifica ASCII

5. Utilizza meno bit della codifica ASCII

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7

Codifica immagini

Rappresentazione digitale delle immagini Colore Profondità di colore: numero di colori (bit) per pixel

Forma dell’immagine Schermo costituito da pixel (picture element)

Rappresentazione del colore

Rappresentazione del colore: utilizzo di colori primari combinati RGB (Red, Green, Blue): modello additivo Combinazione colori con varia intensità da 0 a 255 Varianti

sRGB (Standard RGB) Adobe RGB

RGB

Colore Codice(R,G,B)

(0,0,0)

(255,255,255)

(255,0,0)

(0,255,0)

(0,0,255)

(255,255,0)

(0,255,255)

(255,0,255)

(128,128,128)

(0,128,0)

(128,0,128)

(0,0,128)

Grafica raster e vettoriale

Formato immagini

Formato raster: utilizzo di bitmap Formati compressi: JPEG, GIF,…

Formati non compressi: BMP

Formato vettoriale: immagini rappresentate componendo primitive geometriche CGM, SVG, …

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Grafica raster e vettoriale

Da iImageDesign

Qualità immagine

Nella grafica raster, il numero di pixel è proporzionale alla qualità dell’immagine

La qualità dell’immagine e il numero di pixel utilizzati è proporzionale all’occupazione del file

Codifica dell’immagine

DOMANDA: La codifica raster?1. Serve per codificare suoni

2. È utilizzata per codificare il testo

3. Utilizza primitive geometriche per la codifica delle immagini

4. Utilizza una bitmap per la codifica delle immagini

5. È basata sulla codifica ASCII


DOMANDA: La codifica vettoriale?1. Serve per codificare suoni

2. È utilizzata per codificare il testo

3. Utilizza primitive geometriche per la codifica delle immagini

4. Utilizza una bitmap per la codifica delle immagini

5. È basata sulla codifica ASCII

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DOMANDA: La codifica di colori RGB?1. Utilizzo i colori di base Rosa, Giallo, Bianco

2. Utilizza 15 colori di base

3. È basata sull’uso di 1 colore di base

4. Utilizza i colori di base Rosso, Verde, Blu


DOMANDA: Nella codifica di colori RGB, (255,0,0) rappresenta?

1. Il colore di base Rosa

2. Il colore di base Nero (Black)

3. Il colore di base Bianco

4. Il colore Nero

5. Il colore di base Rosso

Suoni

Un suono può essere descritto da un’onda: spostamento delle molecole nel tempo

L’ampiezza dell’onda è legata all’intensità del suono

La lunghezza d’onda è legata alla frequenza dell’onda e all’altezza del suono

La forma d’onda è legata al timbro

Onda sonora

tempo

ampiez

za

Ampiezza

Lunghezza

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Timbro Onda sonora

Un segnale corrisponde a un grandezza fisica continua: Variabile nel tempo

Variazione associata a numeri reali

Può assumere valori infiniti

Campionamento

Codifica digitale

Per rappresentare l’andamento nel tempo di una grandezza continua → campionamento

Campionamento: Suddivisione dell’intervallo in sottointervalli

Scelta di un istante di riferimento del sottointervallo

Valore campionato negli istanti di riferimento scelti

Frequenza di campionamento: numero campioni nell’unità di tempo

Quantizzazione

Codifica digitale

Permette una rappresentazione discreta

Per rappresentare una grandezza continua → quantizzazione

Quantizzazione: divisione dell’intervallo dei possibili valori in intervalli discreti

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Campionamento

tempo

ampiez

za

Campionamento

tempo

ampiez

za

Campionamento

tempo

ampiez

za

Campionamento

tempo

ampiez

za

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Quantizzazione

ampiez

za

tempo

Quantizzazione

ampiez

za

tempo

Quantizzazione

ampiez

za

tempo

Suoni

Codifica digitale (CD audio): Frequenza di campionamento: 44.100 Hz

Quantizzazione: 65.536 livelli (16 bit)

Formato file audioNon Compressi: WAV, AIFF

Compressi: MP3, AAC

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Informazione digitale

Quantizzazione e campionamento: base della codifica digitale

Provocano perdita di informazione

Risultati teorici indicano come limitare la perdita di informazione (teorema del campionamento di Shannon)

Codifica digitale binaria: basata su valori binari

Filmati

Filmato digitale costituito da sequenza di fotogrammi (frame)

Alcuni formati:QuickTime

MPEG-2

FLV (FLash Video)

AVI (Audio Video Interleave): contenitore di formati, codec (applicazione codifica/decodifica)

Codifica dei suoni

DOMANDA: Il campionamento:1. Serve per migliorare il timbro degli strumenti

2. Viene utilizzato per approssimare un valore continuo

3. Seleziona un numero di valori di un segnale continuo

4. Migliora la qualità abbassando la frequenza di campionamento

Codifica dei suoni

DOMANDA: La quantizzazione:1. Serve per definire il timbro degli strumenti

2. Viene utilizzato per definire la frequenza di campionamento

3. Viene utilizzato per approssimare un valore continuo

4. Migliora la qualità abbassando il numero di livelli

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Trasmissione dell’informazione

Informazione digitale favorisce la corretta trasmissione dell’informazione

Nel caso dell’informazione binaria digitale Due possibili valori nell’alfabeto

Ogni altro valore: errore

Possibili meccanismi di protezione basati su ridondanza

Informazione ed errori

Meccanismi di protezione Schema di ripetizione: simboli inviati più volte

Messaggio: 0110 0111Messaggio trasmesso: 0110 0110 0111 0111

Messaggio con errore: 0110 1110 0011 0111

Controllo di parità: messaggio diviso in blocchi e aggiunta di un bit di parità (numero di 1 nel blocco)

Messaggio: 0110 011Messaggio trasmesso: 0110 011 0

Messaggi con errore: 0110 111 0 1110 111 0

Compressione

Definizione nuova codifica digitale → maggiore efficienza

Vantaggi: memorizzazione

trasmissione

Definizione nuova codifica: utilizzo di informazioni sui dati da codificare

Rapporto di compressione: dimensione del file non compresso/dimensione del file compresso

Compressione

Esempio Testo da codificare su alfabeto A,C,G,T A: 50 occorrenze C: 20 occorrenze G, T :10 occorrenze

Codifica 1 A: 00 C: 01 G: 10 T: 11

Codifica 2 – più efficiente A: 0 C: 10 G: 110 T: 111

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Compressione

Esempio A: 50 occorrenze, C: 20 occorrenze, G, T: 10 occorrenze Codifica 1: 50*2+20*2+10*2+10*2=180 bit Codifica 2: 50*1+20*2+10*3+10*3=150 bit

Codifica 1 A: 00 C: 01 G: 10 T: 11

Codifica 2 – più efficiente A: 0 C: 10 G: 110 T: 111

Compressione

Tecniche di compressione

senza perdita di informazione (lossless): Processo reversibile

Tecniche statistiche: frequenza simboli

Sostituzione: ripetizione simboli

con perdita di informazione (lossy): Processo irreversibile

Elevati rapporti di compressione

Eliminazione informazione non rilevante

Codifica

DOMANDA: Per la protezione dell’informazione:1. Posso aggiungere rumore al canale di comunicazione

2. Posso usare la correzione con campionamento

3. Non può essere effettuata per informazione digitale

4. È basata sull’introduzione di ridondanza

Compressione

DOMANDA: Quale vantaggio comporta la conversione di un'immagine da formato BMP a formato JPG?

1. Una migliore qualità generale

2. Una miglior qualità nei colori pastello

3. Un'immagine più nitida

4. Una minore occupazione di memoria

5. Nessuno

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Compressione

DOMANDA: Quale di questi identifica una compressione lossless?

1. JPEG

2. MP3

3. WinZip

4. FLV

Rappresentazione dei numeri



Codifica posizionale

Cifre assumono valori in funzione alla loro posizione

Le cifre sono elevate a potenze della baseEs.

(248)10 = 2*102 + 4*101 + 8*100

(10010)2 = 1*24 + 0*23 + 0*22 +1*22+0*20=(18)10


Codifica non posizionale

Cifre associate a un valore numerico

Numero: somma dei simboli presenti → sistema additivoEs.

MMVIII = 2008

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Codifiche posizionali rilevanti

Codifica binaria (base 2); simboli → {0,1}

Codifica decimale (base 10); simboli usati →{0,1,…, 9}

Codifica ottale (base 8); simboli usati → {0,1,…,7}

Codifica esadecimale (base 16); simboli usati →{0,1,…, 9,A,…,F}

Codifica binaria

Conversione da binaria a decimale(1011)2=

1*23 + 0* 22 + 1*21 + 1*20=(11)10

Codifica binaria

Conversione da decimale a binaria Dividendo per 2

(13)10=

13/2= 6 con resto 1

Prima cifra da destra 1

(6)10=

6/2= 3 con resto 0

Seconda cifra da destra 0

nnn1

nn01

Codifica binaria

Dividendo per 2

(3)10=

3/2= 1 con resto 1

Terza cifra da destra 1

(1)10=

1/2= 0 con resto 1

Quarta cifra da destra 1

n101

1101

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Codifica binaria

Codifica binaria: rappresentazione dell’informazione nell’elaborazione

Byte: sequenza di 8 bit → 28 numeri Da 0 a 28 -1

Codifica dell’informazione

Kilobyte (KB) 210=1.024 byte (circa mille byte)

Megabyte (MB) 220=1.048.576 byte (circa un milione di byte)

Gigabyte (GB) 230=1.073.741.824 byte (circa un miliardo di byte)

Terabyte (TB) 240=1.099.511.627.776 byte (circa mille miliardi di byte)

Analogamente: Kilobit (Kb), Megabit (Mb), Gigabit (Gb), Terabit (Tb)

Codifica numerica

DOMANDA: Qual è la rappresentazione decimale del numero esadecimale "E"?

1. 5

2. 10

3. 14

4. 21

5. 121

Codifica numerica

DOMANDA: Qual è la rappresentazione decimale del numero binario "111"?

1. 2

2. 6

3. 7

4. 12

5. 101

29/11/2017

19

Codifica numerica

DOMANDA: Qual è la rappresentazione in binario del numero decimale "11"?

11

1011

1111

1101

10001

04/12/2017

1


Reti e Web

La Rete

«Farò una breve ma doverosa panoramica sul supporto fornito dall’infrastruttura delle telecomunicazioni per poi affrontare le questioni più importanti della rete: fare commenti sarcastici e apparire belli nei selfie»

Mario Verdicchio

Reti di elaboratori

Rete di calcolatori: insieme di dispositivi interconnessi

Telematica («telecomunicazione» e «informatica»): trasmissione a distanza tra elaboratori

Reti di elaboratori

Classificazione delle reti in base all’estensione: Personali - PAN (Personal Area Network)

Locali - LAN (Local Area Network)

Metropolitane - MAN (Metropolitan Area Network)

Geografiche - WAN (Wide Area Network)

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2

Reti di elaboratori

Reti di tipo differente possono essere connesse tra loro

Internetworking: connessione tra nodi di reti differenti

Internet: rete di reti

Comunicazione

Reti e Web

Reti di elaboratori

Rete → comunicazione tra elaboratori

Comunicazione: scambio di informazioni (messaggi) tra due soggetti Sorgente

Destinatario

Informazione: sequenza di messaggi

Mezzi fisici

Mezzi fisici per realizzare il canale: trasporto segnali binari

Mezzi guidati: linee fisiche

Mezzi non guidati: segnale irradiato nell’etere

Canale di trasmissione: affetto da rumore

Per ovviare alla presenza di rumore: Ridondanza nel messaggio

04/12/2017

3

Mezzi guidati

Mezzi guidati: linee fisiche Cavi telefonici: fili di rame intrecciati Velocità: da 100 Mbps a 1 Gbps

Fibre ottiche: trasmissione segnali luminosi Velocità: 10 Gbps

Mezzi non guidati

Mezzi non guidati: segnale irradiato nello spazioWi-fi (Wireless Fidelity): onde radio Connessione di elaboratori tramite access point

Telefono cellulare: Collegamento a stazione base (per la cella di interesse)

WAP, 2G, 3G, 4G

Connessione a Internet

Collegamento a Internet:

Azienda specializzata: ISP (Internet Service Provider)

Collegamento a ISP → dispositivo di connessione

Connessione dial-up

Connessioni dial-up: impegno linea telefonica

Modem analogico: connessione su linea telefonica commutata velocità fino a 56,6 Kbps

Connessione ISDN (Integrated Digital Network): utilizzo linea di telefonia digitale Velocità fino a 128 Kbps

04/12/2017

4

DSL

Tecnologia DSL (Digital Subscriber Line): utilizza normali linee telefoniche per trasferimenti ad alta velocità

Sfrutta frequenze non utilizzate dalla comunicazione telefonica

Connessione a Internet

Connessioni DSL:

ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line): asimmetria nella velocità di trasferimentoMaggiore velocità in download

HDSL (High bit rate Digital Subscriber Line): simmetrica nella velocità di trasferimento

Velocità: fino a 52 Mbps

Reti commutate

Reti e Web

Reti commutate

Rete commutata: rete di trasmissione condivisa tra diversi elaboratori

Composte da:

Dispositivi per instradamento

Computer collegati ai dispositivi

04/12/2017

5

Reti commutate: un esempio

Esempio

IMP IMP

IMP

IMP

IMP

IMP

Reti commutate

Reti commutate: collegamenti indiretti tra punti della rete

Dati trasferiti tra i vari instradatori fino giungere a destinazione

connessioni condivise

percorsi alternativi

Percorsi alternativi

IMP IMP

IMP

IMP

IMP

IMP

Commutazioni

Per trasferimento dati due modalità:

commutazione di circuito

commutazione di pacchetto

Commutazione di circuito: viene riservato un canale logico dedicato tra chiamante e ricevente

Utilizzato per le comunicazioni telefoniche

04/12/2017

6

Commutazione di circuito

Esempio

IMP IMP

IMP

IMP

IMP

IMP

Commutazione di pacchetto

Nella commutazione di pacchetto il messaggio viene diviso in parti → pacchetti

Ogni pacchetto: dati da trasmettere

indirizzo destinatario

numero progressivo


2 byte da inviare: 10011001 10011001

Messaggio diviso in pacchetti da 1 byte

10011001 10011001

10011001 10011001dest 1 dest 2

n. pacchetto

Trasmissione pacchetti

Pacchetti trasmessi uno per volta

Ogni instradatore:

riceve un pacchetto

lo memorizza

lo inoltra verso un instradatore successivo

I pacchetti vengono ricomposti quando sono arrivati a destinazione

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7


Esempio

IMP IMP

IMP

IMP

IMP

IMPPacchetto 1

Pacchetto 2

Reti commutate

Vantaggi della commutazione di pacchetto:

linee utilizzate in modo efficiente

non vi sono problemi nella sincronizzazione

migliore gestione del traffico elevato

gestione priorità

Rete commutata

DOMANDA: Nella commutazione di pacchetto?1. il messaggio viene diviso in circuiti

2. il messaggio è inviato solo ai dispositivi connessi direttamente

3. viene riservato un canale logico (pacchetto) dedicato tra chiamante e ricevente

4. il messaggio viene diviso in pacchetti

Rete commutata

DOMANDA: Nella commutazione di circuito?1. il messaggio viene diviso in pacchetti

2. il messaggio è inviato solo ai dispositivi connessi direttamente

3. il messaggio viene diviso in circuiti

4. viene riservato un canale logico (circuito) dedicato tra chiamante e ricevente

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Protocolli di comunicazione

Reti e Web

Reti e protocolli

Un’architettura di rete prevede:

Dispositivi → nodi

Connessioni

Protocolli

Software

Utenti

Reti e protocolli

Software permettono agli utenti di

Comunicare tra loro

Utilizzando l’infrastruttura di rete

Sfruttano protocolli di comunicazione

protocollo di comunicazione: regole condivise per scambio

interpretazione

dei segnali

Reti e protocolli

I protocolli permettono la comunicazione tra elaboratori differenti

Definiscono le regole per diversi aspetti della comunicazione

Gestiti da organismi internazionali ISO (International Organization for Standardization)

W3C (World Wide Web Consortium)

04/12/2017

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Reti e protocolli

Protocolli di rete organizzati a livelli

Ogni livello:

svolge una funzione specifica

fornisce un servizio astratto al livello superiore

utilizza servizi dei livelli inferiori

Comunicazione virtuale tra livelli corrispondenti

Reti e protocolli

Reti e protocolli

Alcuni standard per architetture di rete:

Standard ISO/OSI: 7 livelli

Protocolli Internet (TCP/IP): 4 livelliApplicazione

Trasporto (livello TCP)

Internetworking (livello IP)

Collegamento

Reti e protocolli

Servizi di rete Comunicazione: Posta elettronica ChatWorld Wide Web…

Condivisione Calcolo scientifico Archivi centralizzati Periferiche condivise…

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Reti e protocolli

Un nodo della rete

Attivo: fornisce servizi ad altri nodi → server

Passivo: utilizza servizi offerti da altri nodi → client

Client/Server: indicano Elaboratore (es. elaboratore utente)

Software (es. browser)

Reti e protocolli

DOMANDA: Che cosa indichiamo con il termine "servizi di rete"?1. Programmi che consentono di sfruttare i motori di ricerca

per fornire informazioni a pagamento alle aziende2. Programmi destinati ad attività di gestione e

manutenzione dei server di rete3. Programmi per la gestione del World Wide Web4. Programmi per la gestione degli indirizzari delle liste di

discussione5. Programmi per il reperimento, deposito e scambio di

informazioni per utenti di una rete

Reti e protocolli

DOMANDA: Con i termini client e server ci possiamo riferire, a seconda dei casi e dei contesti1. solo all'hardware

2. solo al software

3. all'hardware nel caso del server, al software nel caso del client

4. all'hardware nel caso del client, al software nel caso del server

5. sia all'hardware che al software

Internet

Reti e Web

04/12/2017

11

Internet

Internet nasce alla fine degli anni’60

Progetto dell’agenzia ARPA (Advanced ResearchProjects Agency)

Rete di reti: reti di tipo differente interconnesse tra loro

Ogni sottorete collegata a Internet tramite un dispositivo: gateway

Internet

Per garantire la comunicazione sulle reti: identificazione univoca del destinatario → indirizzo

Protocolli: indirizzo univoco di ogni nodo sulla rete

Indirizzi IP (Internet Protocol): indirizzi numerici (Es. 149.132.159.3)

ICANN (International Association for Assigned Named and Numbers): assegnazione indirizzi IP

Internet

Il numero di indirizzi IP è limitato

Per ovviare alla limitazione:

Tecniche software di mascheramento (NAT, Network Address Translation): l’indirizzo gateway maschera gli indirizzi della sottorete

Versione 6 dell’Internet Protocol (IPV6): indirizzi di128 bit

Internet

Nat gateway

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Indirizzi numerici e simbolici

Indirizzi IP → numericiEs. 192.168.12.1

Indirizzo simbolico: costituito da diverse stringhe, separate da “.”

Ogni stringa → dominioEs.: dinamico2.unibg.it

DNS (Domain Name System): servizio distribuito di traduzione di indirizzi IP in indirizzi simbolici


Traduzione da indirizzi numerici a indirizzi simbolici, gestito da server DNS Archivi con tabelle di corrispondenza tra indirizzi

numerici e simbolici

Richiesta inizialmente gestita dal server primario

Eventualmente trasmessa alla rete DNS


Sintassi degli indirizzi simbolici: Stringhe separate da “.” Ogni stringa → dominio Domini associati ad un livello: posizioni nell’indirizzo

a partire da destra dominio più a destra → primo livello spostandosi a destra → secondo livello terzo livello ...

Nome dispositivo: stringa iniziale


server1.commerciale.fiat.com

Dominio di primo livello

Dominio di secondo livello

Dominio di terzo livello

Nomedispositivo

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Dominio più a destra → dominio di primo livello

Descrive caratteristiche:

Nazionali: stato di appartenenza Esempi: .it, .fr, .de, .uk, …

Sovrannazionali: caratteristica di appartenenza Esempio: .com, .org, .edu, …


Secondo dominio → dominio di secondo livello

Descrive:

Ente, società, persona a cui è legato l’indirizzo www.unibg.it

server1.commerciale.fiat.com


Domini dei livelli successivi: identificano singolo computer all’interno della rete

Il computer può appartenere a sottodominiserver1.commerciale.fiat.com

oppure essere nel dominio principaledinamico2.unibg.it

Nome dispositivo: stringa iniziale


Internet

it

Unibg Unimi Libero

fr com

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unibg

Comunicazione Economia Ingegneria

Server1 Archivio

Server1

Internet

DOMANDA: Quando è nato il primo nucleo di Internet?

1. Verso la fine degli anni Ottanta

2. Verso la fine della Seconda Guerra Mondiale

3. Verso la fine della Prima Guerra Mondiale

4. Verso la fine degli anni Novanta

5. Verso la fine degli anni Sessanta

Internet

DOMANDA: Secondo la sintassi che regola l'attribuzione dei nomi simbolici in Internet, qual è il dominio di primo livello di www.unibg.it?

1. unibg

2. www

3. unibg.it

4. www.unibg

5. it

Internet

DOMANDA: Secondo la sintassi che regola l'attribuzione dei nomi simbolici in Internet, qual è il dominio di secondo livello di www.unibg.it?

1. it

2. unibg

3. www

4. unibg.it

5. www.unibg

11/12/2017

1

Servizi su Internet

Reti e Web

Internet

Internet: infrastruttura alla base di alcuni software Posta elettronica

FTP

World Wide Web

…

Internet ≠ World Wide Web

Posta elettronica

Comunicazione asincrona

Indirizzo nomeutente@nome_dominio Assegnato da un’istituzione o provider

Ad ogni indirizzo → casella (mailbox)

Casella di posta gestita e memorizzata da un server → mail server

Accesso dell’utente → client

Invio messaggi

Invio di un messaggio:

trasferimento dal mailserver del mittente al mailserver del destinatario

Regole per lo scambio di messaggi di posta elettronica tra mailserver: SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)

11/12/2017

2

Ricezione messaggi

Mail client:

servizi offerti dal mail server

client di posta sul proprio computer

Client di posta: trasferimento di posta dal mail server al computer locale

Protocolli per trasferimento della posta in locale: POP (Post Office Protocol)

IMAP (Internet Message Access Protocol)

Posta elettronica

Il servizio di posta elettronica non dà garanzia sulla ricezione del messaggio

Posta elettronica certificata: servizio che garantisce Ricezione del messaggio

Integrità del messaggio

Equiparato ad un raccomandata con avviso di ricevimento

Mailing list – liste di discussione

Sistemi di discussione su tematiche specifiche

Necessaria un’iscrizione

Invio di messaggi all’indirizzo della mailing list→distribuiti agli iscritti

Liste moderate: un moderatore esamina i messaggi inviati

Liste non moderate: messaggi inviati immediatamente agli iscritti

FTP

FTP (File Transfer Protocol): protocollo di trasferimento di file

Basato su server FTP e client FTP

Utilizzato per Distribuzione software

Pubblicazione materiale sul Web

11/12/2017

3

Altri servizi

Telnet (Terminal emulation link NETwork ): accesso remoto

Comunicazione in tempo reale

Chat e instant messagging

VOIP (Voice Over Intenet Protocol)

Archiviazione

Servizi di salvataggio via Internet

Client gestisce collegamenti col server per trasferimento dati

Tre tipologie di servizi: Backup

Archiviazione: memorizzazione versioni

Condivisione

Posta elettronica

DOMANDA: Il funzionamento della posta elettronica è reso possibile

1. dal Web

2. dalla presenza di due utenti in comunicazione sincrona

3. dalle tecniche di mascheramento

4. da una rete di server

Posta elettronica

DOMANDA: Che cosa indica FTP?1. Un browser per la navigazione sul Web

2. Un programma per scaricare la posta da un sito web

3. Il programma per connettersi a Internet

4. Un protocollo per ricerca

5. Un protocollo per lo scambio di file

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4

Ipertestualità e multimedialità

Reti e Web

Ipertesto

Il concetto di testo dotato di collegamenti viene proposto in diverse occasioni

Il termine ipertesto viene introdotto da Ted Nelson negli anni ‘60

Tratto da computerhistory.org

Ipertesto

In molto reti (Web) → struttura detta grafo

Nodi: elementi minimali di informazione (pagine web)

Collegamenti tra nodi (link)

Ipertesto

Ad albero

Circolare

A stella

Reticolare

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Collegamenti

Classificazione dei collegamenti

Interni/esterni al nodo

Interni o esterni al sito

Link Di navigazione: per la navigazione in altri documenti

(es. menu di navigazione)

Di attivazione: transizione dinamicaEs. modulo di ricerca

Multimedialità

Multimedialità: presenza di molte forme di comunicazione in un unico contesto Testo

Immagini

Suoni

Filmati

…

Multimedialità

Diversi tipi di multimedialità:

Intrinseca, additiva, nativa

Ristretta: convergenza in un unico contesto

Interattiva

Ipertestualità

DOMANDA: Cosa si intende per ipertestualità?1. Un documento di testo

2. Documento multimediale

3. Documento ottenuto sovrapponendo due testi

4. Documento con collegamenti ad altri documenti

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Multimedialità

DOMANDA: In quale dei seguenti casi abbiamo di solito multimedialità interattiva?

1. Film sottotitolati

2. Fumetti

3. Cartoni animati digitali

4. Videogiochi

World Wide Web

Reti e Web

Ipermedialità

Convergenza tra

ipertestualità e multimedialità

ipermedialità

World Wide Web

World Wide Web (WWW)

Progettato al CERN (Ginevra) da Cailliau e Berners-Lee (fine anni ‘80)

Facilitazione delle comunicazioni

Caratteristiche

Ipertestualità

Multimedialità

Distribuito su rete (Internet)

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World Wide Web

World Wide Web: costituito da pagine web

distribuite su server

dotate di collegamenti unidirezionali (link)

consultabili tramite browser (Internet Explorer, Edge, Firefox, Opera, Chrome,…) Visualizzazione delle pagine

Navigazione

World Wide Web

Sito web: insieme pagine con una coerenza rispetto Autore

Argomento di comunicazione

Destinatario

Collocazione fisica

Home page: pagina iniziale del sito

Siti web

Tipi di siti:Aziendali Siti vetrina

Commercio elettronico

Istituzionali

Personali Blog

Portale: sito con molteplicità di servizi informativi e comunicativi

Pagine web

Pagine statiche: descrizione completa sul server

Pagine dinamiche: generata da un programma prelevando informazioni da archiviGenerata a seguito di una richiesta dell’utente

Es. Moduli di ricerca

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World Wide Web

Web creato da Berners-Lee basato su tre standard: HTTP

HTML

URL

W3C (World Wide Web Consortium): ente con lo scopo di sviluppare tecnologie su cui si basa il Web

HTTP

HTTP (Hypertext Transfer Protocol): protocollo per il trasferimento di documenti ipertestuali

Richiesta di trasferimento da client a server: Richiesta dell’utente

Codificata dal browser

Invio richiesta al server

HTTP

Trasferimento tra server e client: Server invia i file richiesti dal client

File visualizzato dal browser

HTTP

Informazioni sul client a seguito di una richiesta: Indirizzo IP

Sistema operativo e browser

Risoluzione dello schermo e profondità di colore

Sito dal quale proviene

Eventuale query effettuata

Informazioni locali sulla visita

Informazioni memorizzate in file di log

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HTTP

Le informazioni presenti nei file di log: statistiche di un sito

Caratteristiche degli utenti/dispositivi

Esistono servizi web (es. Google Analytics) che permettono un’analisi degli utenti di un sito

Comunicazione push

Altre modalità di comunicazione: push Informazioni inviate all’utente senza richiesta esplicita

Feed RSS

Servizi di podcasting

HTML

HTML (HyperText Markup Language): linguaggio di marcatura per la scrittura di documenti ipertestuali

TAG: comandi per Caratteristiche strutturali e di formattazione (vedi CSS)

Link ipertestuali

Incorporare oggetti multimediali

HTML

<p> Un paragrafo </p>

<a href=˝http://www.unibg.it˝ > Università degli studi di Bergamo

<br> (interruzione di linea)

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HTML Browser

Il browser ha il compito di Interpretare il codice della pagina HTML

CSS

…

Visualizzare elementi multimediali Immagini (gif, jpg, png)

Video

Etc…

Browser

La richiesta di un browser Può richiedere più file

Da diversi server

Le funzionalità di browser possono essere ampliate: Plug-in: applicazioni che permettono di visualizzare

formati non standard

Tecnologie per il Web

Altre tecnologie per il Web

CSS

JavaScript

Java

Flash

XML

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URL

URL (Uniform resource locator ): indirizzo univoco di una risorsa nel Web

protocollo://nome_elaboratore:porta/

percorso_file?query

URL

Protocollo: protocollo di utilizzato (http, https, ftp,…)

Nome_elaboratore: identificatore di un nodo della rete (vedi DNS)

Porta: indicatore dell’applicazione destinataria

Percorso_file: percorso nel file system del server per raggiungere un certo file

Query: eventuali informazioni sui parametri

URL

http://www.unibg.it/dondi/esami/gennaio.html

http: hypertext transfer protocol

www.unibg.it: nome elaboratore www: elaboratore del dominio collegato al Web

unibg: organizzazione proprietaria del sito

it: tipo di organizzazione cui fa riferimento il sito (dominio di primo livello);

it: nazione di appartenenza

URL

http://www.unibg.it/dondi/esami/gennaio.html

dondi/esami/gennaio.html: percorso che identifica il file dondi ed esami: cartelle del server;

gennaio.html: il file html (o htm)

URL complicate:

http://www.unibg.it/cgi-bin/saluti.pl?buongiorno

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CMS

Content Management Systems (CMS): strumenti per la gestione di siti web

Gestione dei contenuti senza la necessità di conoscenze tecniche

Due componenti:Amministrazione (back end): organizzazione del sito,

della struttura, delle politiche di pubblicazione

Produzione dei contenuti

Web

DOMANDA: Quale fra le seguenti definizioni meglio descrive il World Wide Web?

1. Programma di gestione di Internet

2. Sistema di comunicazione sincrona distribuito su Internet

3. Documento di testo in cui coesistono e convergono più linguaggi e formati digitali

4. Ipertesto multimediale distribuito su Internet

5. Supporto infrastrutturale di Internet

Web

DOMANDA: Che cosa gestiscono i server HTTP?1. La corrispondenza fra indirizzi simbolici e numerici

sulla rete

2. L'invio di messaggi di posta elettronica da parte degli utenti e la comunicazione fra un server e l'altro

3. La ricezione di messaggi di posta elettronica da parte degli utenti

4. Lo scambio di documenti, dati e programmi anche fra calcolatori con sistemi operativi diversi

5. La distribuzione di pagine web agli utenti

Web

DOMANDA: Nel caso dei siti dinamici, esiste nel file system del server un file html in corrispondenza di ogni pagina del sito?

1. No

2. Sì

3. Solo per la homepage

4. Solo per le pagine "foglia" dell'alberatura del sito

5. Solo se le pagine sono costruite con un Content Management System

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Web

DOMANDA: Nell’URL http://www.unibg.it/Esami/Informatica .html, cosa rappresenta http?

1. Una pagina html

2. Una cartella di un web server

3. Un dominio di primo livello

4. Un dominio di secondo livello

5. Il protocollo di trasferimento di documenti ipertestuali

Web

DOMANDA: Nell’URL http://www.unibg.it/Esami/Informatica .html, cosa rappresenta Esami?

1. Una pagina html

2. Una cartella di un web server

3. Un dominio di primo livello

4. Un dominio di secondo livello

5. Il protocollo di trasferimento di documenti ipertestuali

Web

DOMANDA: Un CMS (Content Management System):1. Viene usato solo per siti personali

2. Non è mai usato per siti istituzionali

3. È un sistema per la gestione di siti di al più 10 pagine

4. Permette la gestione condivisa di un sito

Motori di ricerca

Reti e Web

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Motori di ricerca

Si stima vi siano decine/centinaia miliardi di pagine Web

Sistemi per la ricerca e la catalogazione delle pagine Web

motori di ricerca (Google, Yahoo!, Bing,...)

cataloghi sistematici (Yahoo! directory)

Cataloghi sistematici

Motori di ricerca

Motori di ricerca: strumento per la ricerca di pagine Web

Componenti di un motore di ricerca: interfaccia

archivi

spider/crawler

programmi di indicizzazione

Motori di ricerca - Interfaccia

La ricerca avviene per parole chiave: parole inserite dall'utente che descrivono l’argomento di interesse

Risultato di una ricerca: lista ordinata

di pagine che trattano argomenti descritti dalle parole chiave

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Motori di ricerca - Interfaccia Motori di ricerca

Tempi di risposta di un motore di ricerca: pochi secondi

Web → miliardi di pagine

Come è possibile?

Motori di ricerca Motori di ricerca

Ad una richiesta dell'utente:

il motore di ricerca accede solo ai propri archivi (copia cache)

negli archivi pagine indicizzateParole chiave Pagina web

Notizie www.corriere.itwww.repubblica.it…

Università www.unimi.itwww.unibg.itwww.unito.it…

… …

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Motori di ricerca

Aggiornamento degli archivi: indipendente dalle ricerche degli utenti

Creazione e aggiornamento degli archivi effettuato tramite: spider o crawler

programma di indicizzazione

Motori di ricerca

Spider, crawler: programmi di analisi del Web visitano alcune pagine

seguono i link contenuti

riportano informazioni sulle pagine visitate

Motori di ricerca

Programma di indicizzazione: analizza le informazioni riportate dagli spider

In particolare: parole contenute

aggiornamento archivi

Motori di ricerca

Risultati della ricerca → ordine con cui sono mostrati

Ordine determinato da analisi parole chiave

metodi più sofisticati

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Motori di ricerca specializzati

Esistono motori di ricerca con funzioni di ricerca più specializzate

Metamotori: sintesi di una ricerca su più motori

Plurimotori: ricerche in parallelo

Clusterizzatori: clusterizzazione dei risultato in base a concetti

Motori specialistici: motori di ricerca per domini specifici (Es. Google Scholar, Google Books)

Google Scholar

Ricerca

su testi di letteratura scientifica

Segnalazione delle citazioni di un’opera (collegamenti entranti)

Motori di ricerca

Ricerche nel Web → grande quantità di risultati

E’ fondamentale l’ordine di presentazione dei risultati (ranking)

Analisi statistiche hanno dimostrato che gli utenti controllano in genere pochi risultati

Motori di ricerca

Alla fine degli anni ’90 analisi della struttura del Web

Da cosa è costituita questa struttura? pagine web

link ipertestuali

Link ipertestuali → legame tra le pagine web

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PageRank

Due parametri con cui valutare le caratteristiche di una pagina: Numero di link nella stella entrante

Numero di link nella stella uscente

Un link entrante attribuisce autorevolezza →citazione

Siti autorità: siti autorevoli su un certo argomento → molti link entranti

PageRank

Motori di ricerca

I motori di ricerca di seconda generazione (ad es. Google, Bing, …) sfruttano queste proprietà

Google basa l’ordinamento su alcuni metodi tra cuiil PageRank

Altre caratteristiche: tengono traccia dei risultati selezionati dagli utenti

Valutazione di un motore di ricerca

La qualità di un motore di ricerca dipende daAmpiezza dell’archivio

Pertinenza dei risultati

Ordine (ranking)

Efficienza

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Motori di ricerca

Ranking nei motori di ricerca → alternativa alla pubblicità

Strategie per ingannare i motori di ricerca: ripetizione parole chiave

creazione di pagine da mostrare (solo) agli spider

creazione link verso una pagina per aumentarne l’autorevolezza

Motori di ricerca

DOMANDA: Dove va a cercare un motore di ricerca nel momento in cui riceve una richiesta da parte di un utente?

1. In tutto il Web

2. In tutto il Web, a eccezione del Web profondo

3. In tutti i siti noti al DNS

4. Nell'indice generale dei siti del World Wide Web Consortium

5. Nei propri archivi

Motori di ricerca

DOMANDA: Il PageRank:1. È un metodo di indicizzazione del Web

2. È un linguaggio per la scrittura di pagine web

3. È un metodo di definizione del DNS

4. È un metodo di ordinamento dei risultati di un motore di ricerca

Motori di ricerca

DOMANDA: Come mai la copia cache di Google di una pagina a volte differisce dalla pagina stessa? Perché Google conserva nella cache i testi, ma non le

immagini Perché Google non conserva nelle pagine in cache i link

uscenti dalla pagina originale, ma solo i testi e le immagini Perché le normative sul diritto d'autore consentono di

riprodurre al massimo il 15% dei testi delle pagine indicizzate

Perché non è tecnicamente possibile riprodurre le pagine dei siti statici

Perché dal momento dell'indicizzazione la pagina può essere stata modificata

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Caratteristiche

Web 2.0

Web 2.0

Maggiore interazione tra utenti e sito/piattaforma

Condivisione di informazioni

Dimensione partecipativa dell’utente: facilità nel pubblicare contenuti

Forum

Forum (bacheca elettronica): spazio di discussione

Thread: conversazione Possibili diramazioni

Presenza di moderatori

Blog

Pubblicazione di contenuti (articoli, post)

Alcune piattaforme: Tumblr

Wordpress

Blogger

Micorblogging: Twitter Hashtag #: aggregatore di tweet

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Wiki

Piattaforma per la scrittura condivisa

Memorizzata la cronologia delle modifiche

Presenza di molti link ipertestuali Es. Wikipedia, wiki Linux Ubuntu

Social network

Piattaforme per il collegamento tra utenti

Diversi tipi di relazione: Facebook, Google+: amicizia

LinkedIn: professionale

Condivisione di risorse

Ambito scientifico: ResearchGate, Academia.eu

Condivisione di slide: Slideshare

Condivisione di video: YouTube

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Identità digitale e sicurezza

Identità digitale

Identità digitale: aspetti correlati all’identità personale e ai dati trasmessi/pubblicati in Internet

In che modo possiamo essere sicuri dell’identità digitale di una persona?

Peter Steiner, The New Yorker, July 5, 1993

Indetity gap

Divario tra la persona e la sua identità digitale

Due conseguenze: Inaffidabilità dei riconoscimenti

Anonimato

Autenticazione

Le piattaforme nel Web utilizzano metodi di autenticazione per riconoscere gli utenti Password

Riconoscimento biometrico

Identità legata al riconoscimento

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Sicurezza informatica


Sicurezza informatica

Sicurezza informatica: accesso limitato agli utenti autorizzati

Furto di password → furto di identità (digitale) Client

Canale di comunicazione

Server

Confidenzialità

Possibilità di furti sul canale

Confidenzialità: accessibile solo dal destinatario

Protezione dei messaggi sul canale di comunicazione

Crittografia

Crittografia:

Tecnica per la protezione di informazione (messaggi): limitare la lettura ai destinatari

Ad esempio: cifratura dei messaggi di posta elettronica

La crittografia permette di costruire un messaggio non decifrabile per chi non ha la chiave di decifrazione

Criptoanalisi: tentativo di ricostruzione del messaggio non cifrato

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Crittografia

Il messaggio trasformato in messaggio cifrato dal mittente Il messaggio cifrato viene trasferito

Il ricevente utilizza un algoritmo di decifratura per ricostruire il messaggio originale

Due modalità A chiave segreta (crittografia simmetrica)

A chiave pubblica (crittografia asimmetrica)

Crittografia a chiave simmetrica

Crittografia a chiave simmetrica (chiave segreta): il messaggio viene cifrato/decifratocon una chiave in possesso del mittente e del ricevente

Problemi: trasmissione della chiave

Testo

Testo

Testo criptato

Messaggio:Ciao come stai

Messaggio criptato: 4432 4126 3212

Messaggio decriptato:Ciao come stai

Chiave segreta

Chiave segreta

Codice di Cesare

Crittografia per sostituzione: Ogni lettera sostituita con un’altra lettera usando uno

scorrimento

A B C D E

C I A O

E K C Q

A B C D E

Enigma

Macchina Enigma: Utilizzata dalla Germania per la

cifratura nella seconda guerra mondiale

Un carattere può essere sostituito con diversi caratteri

Criptoanalisi: Alan Turing

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Crittografia a chiave asimmetrica

Crittografia a chiave asimmetrica (chiave pubblica)

Utilizza due chiavicomplementari con funzioni diverse: chiave pubblica: per

cifrare i messaggi (nota a tutti)

chiave privata: per decifrare i messaggi (nota solo al proprietario)

Testo

Testo

Testo criptato

Messaggio:Ciao come stai

Messaggio criptato: 4432 4126 3212

Messaggio decriptato:Ciao come stai

Chiave pubblica

Chiave privata


La conoscenza di una chiave non permette di calcolare l’altra Il destinatario del messaggio invia (o pubblica) la chiave

pubblica al mittente Il mittente cifra il messaggio con la chiave pubblica

ricevuta e invia il messaggio al destinatario Il destinatario utilizza la chiave privata per decifrare il

messaggio codificato

Solo chi ha la chiave privata può decifrare il messaggio


Uso della chiave asimmetrica per l’autenticazione in Rete: Cifratura della password con la chiave pubblica

dell’utente

Invio della password cifrata al server

Il server usa la chiave pubblica per decifrare e verificare la correttezza della password

Protocollo HTTPS

Firma digitale

Utilizzo della crittografia a chiave pubblica per la firma di documenti

Utilizzando la chiave privata viene creata una firma non duplicabile da associare al documento Firma: cifratura di parte del documento

con chiave privata

La corrispondente chiave pubblicapermette di decifrare la firma creata

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Firma digitale

La firma digitale viene equiparata nell’ordinamento giuridico italiano alla firma autografa

CaratteristicheAutenticità

Integrità

Non ripudiabilità

Autorità di certificazione

La generazione di chiavi asimmetriche: Software per la creazione delle chiavi

Per stabilire legame tra chiave e persona: terza parte fidata: autorità di certificazione

Attacchi informatici

Alcuni possibili attacchi informatici:Man in the middle: Utente che si frappone tra mittente e destinatario

Phishing Invio mail fasulle con richiesta di autenticazione/modifica

password

Dictionary attack: Attacco che sfrutta debolezza password

Identità e privacy

Analisi di dati

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Comportamento utenti

I dati sul comportamento degli utenti possono essere raccolti in molti contesti: Acquisti con tessera

Navigazione siti web

Uso App

Utilizzo social network

KDD

I dati sul comportamento degli utenti sono memorizzati in database

L’analisi dei database può permettere di scoprire informazioni rilevanti

Knoweledge Discovery in Databases (KDD)

Analisi dati

Per analizzare i dati raccolti sono necessarie tre fasi Preprocessing: selezione dati da analizzare e data

cleansing

Data mining: estrazione di informazione a partire dai dati

Validation: verifica della validità dell’informazione estratta → altri dati

Data mining

L’obiettivo del data mining è estrarre informazione dai dati analizzatiAnomalie: comportamenti distanti dalla media

Regole associative: comportamenti che si verificano in associazione (es. prodotti acquistati insieme)

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Data mining – un esempio

Voto medio studenti di informatica per la comunicazione: 25/30

Voto medio di informatica per la comunicazione negli appelli di luglio: 18/30

Supermercato: acquisti

Anomalie Regole associative

Prodotti

Uova, latte

Pane, uova, latte

Pane, acqua

Mele, pane

Uova, mele, latte

Pane, uova, latte

Latte, biscotti

Analisi dati

L’analisi di dati ha diverse applicazioniMarketing

Profilazione utenti

Sistemi di suggerimento

…

Violazione della privacy degli utenti

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