6.4 Informatica1 Uni Fe L.P

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Luigi Puzone © Informatica 1 – Università di Ferrara – A.A. 2008-2009 6.4 - Sistema Operativo Windows

Informatica 1

ing. Luigi Puzone

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Sistemi operativi e software

2Luigi Puzone © Informatica 1 – Università di Ferrara – A.A. 2008-2009 6.4 - Sistema Operativo Windows

…Windows…caratteristiche principali:

Windows è un Sistema Operativo

Con Interfaccia Grafica

Multiutente

Multitasking

Multithreading

Multiprocessing

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MultiutenteCiascun utente che accede al computer può avere: un “desktop” personalizzato un accesso personalizzato alle applicazioni installate sul computer

MultitaskingPiù applicazioni possono utilizzare contemporaneamente le risorse elaborative del sistema

MultithreadingGestisce più thread contemporanei per ciascuna applicazione

Multiprocessing Vengono gestiti sistemi dotati di più processori o di coprocessori (multiprocessing) bilanciando il carico di lavoro fra di essi

…Il sistema operativo Windows


Windows e l’hardware

I MHz sono soltanto un indicatore della

velocità con cui la CPU può eseguire le

istruzioni che le vengono inviate, la velocità

di elaborazione reale dipende dall’hardware

installato, dal sistema operativo e dalla

buona realizzazione degli applicativi

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Velocità di un computerla Central Processing Unit (CPU)

L’unità di elaborazione centrale detta CPU (Central Processing Unit) è il “cervello” dell’elaboratore elettronico. È il dispositivo hardware che effettua tutte le operazioni logiche e aritmetiche necessarie all’elaborazione al trattamento e al trasferimento dei dati. La CPU esegue le istruzioni di un programma mediante lo svolgimento di operazioni elementari sui dati a velocitàelevatissima. La velocità di un processore si misura in Hertz. Processori più diffusi:

IntelIntel: : Pentium, Pentium, CeleronCeleron, , CentrinoCentrino……

AMDAMD: : SempronSempron, , AthlonAthlon


(Informatica di base 3ed. – Curtin D.P. et al – McGrawHill)

La CPU scambia informazioni con la memoria

di sistema (memoria centrale), tramite

appositi circuiti (BUS) in cui i dati sono

trasmessi sotto forma di segnali elettrici

Velocità di un computerhardware: la CPU e il BUS

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Velocità di un computerhardware: la CPU, BUS, RAM, Memorie di massa



La CPU scambia informazioni con la memoria di sistema ed è collegata agli altri componenti del sistema (memoria RAM, Memorie di Massa e Periferiche) attraverso il BUS e le porte.

Il bilanciamento delle caratteristiche degli altri elementi collegati alla CPU èessenziale per migliorare l’efficienza del sistema in modo da ottenere il miglior rapporto possibile tra le velocità dei diversi componenti.

Velocità di un computerhardware: la CPU, BUS, RAM, Memorie di massa

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Velocità di un computerhardware: BUS di sistema e Bus Locali…

Bus di Sistema:Gruppo di collegamenti che connettono la CPU agli altri dispositivi del computer



Velocità di un computer…hardware: BUS di sistema e Bus Locali…

Bus Locale:Alcune periferiche (es. Scheda Video) tolte dal bus di sistema per evitarne il sovraccarico

Es: ISA (Industry Standard Architecture), MicroChannel, EISA (Extended IndustryStandard Architecture), PCI (Peripheral ComponentInterconnect), AGP (Accelerated Graphics Port)(Informatica di base 3ed. – Curtin D.P. et al – McGrawHill)

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Memoria CentraleMemoria RAM…

La CPU è il componente più veloce del computer per ottimizzarne il funzionamento e le prestazioni

– non riceve i dati da elaborare direttamente dalle periferiche di input,

– non invia direttamente i risultati delle elaborazioni alle periferiche di output.

La memoria RAM– è una zona di immagazzinamento temporaneo che serve come luogo di passaggio obbligato per accedere al microprocessore.


Velocità di un computerhardware: Memorie, gerarchie

CPUCache L1

Cache L2

RAM

Memorie di Massa

Distanza dalla C

PU

Costo

Capacità

Distanza dalla CPU Costo della memoria Capacità di memoria…

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MemorieMemoria Centrale e Memoria di Massa

La CPU controlla il flusso dei dati ed esegue i calcoli. I dati possono provenire dall’esterno, tramite i dispositivi di input, ed essere comunicati all’esterno, mediante i dispositivi di output ma non possono essere inviati direttamente alla CPU.Il calcolatore è dotato di supporti di memoriz-zazione che consentono la conservazione dei dati, sia durante il processo di elaborazione (memoria centrale RAM) che nel tempo (memorie di massa, dischi).


Memoria CentraleCACHE MEMORY

La RAM opera a velocità inferiori rispetto alla CPU e ne rallenterebbe le operazioni.

La CACHE MEMORY è una memoria ad alta velocitàvicina alla CPU (e quindi costosa) in cui il sistema conserva durante le elaborazioni le informazioni che verranno utilizzate con maggiore probabilità.


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Memoria Centrale…CACHE MEMORY

La Cache memory di livello 1

– detta anche interna, primaria o L1

– fa parte fisicamente del processore

– circa 256 KByte.

La Cache memory di livello 2

– detta anche esterna, secondaria o L2

– non fa parte del processore

– chip installati immediatamente a ridosso del processore

– circa 2MByte.


Memoria CentraleMEMORIA VIRTUALE…

La memoria RAM è più costosa delle memorie di massa.

Il sistema operativo utilizza le memorie di massa per Per Memoria Virtuale di intende la memorizzazione dei dati e delle istruzioni che sono in memoria RAM ma non sono al momento utilizzati da un processo attivo.


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Memoria Centrale…MEMORIA VIRTUALE

La Memoria virtuale è uno spazio di archiviazione

temporanea utilizzato da un computer per eseguire

programmi che richiedono una quantità di memoria

superiore a quella disponibile. Ad esempio, le applicazioni

possono ottenere l'accesso a 1 gigabyte di memoria virtuale

sul disco rigido del computer, anche se il sistema dispone di

soli 256 megabyte di memoria RAM. I dati di programma che

eccedono la capacità della memoria del computer vengono

salvati in un file denominato file di paging.



Interazione CPU - Memoria…il ciclo della macchina…

4 Fasi

Caricamento

Decodifica

Esecuzione

Memorizzazione


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Memoria CentraleBUFFER

BUFFER, alcuni programmi utilizzano una parte della memoria RAM dell’elaboratore come “memoria di transito” in modo tale da velocizzare le operazioni del processore.


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Windows e le memorie di massail file system…

Come si è detto nella lezione precedente il “file system” è la modalità con cui un sistema operativo organizza i dati sui dispositivi di memorizzazione.Il file system di Windows come si è detto èorganizzato in maniera gerarchica ma esistono differenti modalità di formattazione dei supporti che dipendono dalla capienza dei dispositivi e da quali funzionalità intendo utilizzare del sistema operativo.



Dal punto di vista pratico il sistema operativo può vedere il disco fisico come costituito da una o piùunità logiche. Questa operazione è nota come

partizionamento

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Partizionare significa, in pratica, suddividere il disco fisico in più unità logiche. Ad esempio ho un hard disk da 500GB. In esso posso creare con un programma di “partizionamento” 4 dischi logici:

C: di 200GBD: da 100GBE: da 100GBF: da 100GB



Perchè partiziono il disco?

Il sistema operativo potrebbe non farmi utilizzare tutta la capacità del disco fisso

Voglio separare il disco in aree a seconda delle tipologie di documenti o delle tipologie di utenti (esempio di sistema operativo multiutente)

Voglio ottimizzare le prestazioni del sistema, dischi “meno grandi” sono, in generale, più veloci

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I File system che mette a disposizione Windows sono:

FAT

FAT32

NTFSVediamone le caratteristiche principali.



Il File system di tipo FAT (File Allocation Table) èun file system sviluppato per il sistema operativo MSDOS e utilizzato ancora nel sistema operativo Windows fino alla versione ME.Con questo sistema teoricamente erano gestibili dischi con dimensioni massime di 2GB ma poichéogni “cluster”, l’unità minima di memorizzazione, aveva una dimensione di circa 32KB accadeva che già con un disco di dimensioni superiori a 512 MB una buona percentuale del disco di fatto non era utilizzabile per la memorizzazione dei dati.

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Il File system di tipo FAT (File Allocation Tablecon indicizzazione a 16 bit) è un file system sviluppato per il sistema operativo MSDOS e utilizzato ancora nel sistema operativo Windows fino alla versione ME.Con questo sistema teoricamente erano gestibili dischi con dimensioni massime di 2GB ma poichéogni “cluster”, l’unità minima di memorizzazione, aveva una dimensione di circa 32KB accadeva che già con un disco di dimensioni superiori a 512 MB una buona percentuale del disco di fatto non era utilizzabile per la memorizzazione dei dati.



Il File system di tipo FAT32 (File Allocation Tablecon indicizzazione a 32 bit) è un evoluzione di FAT che consente di superare i limiti di memorizzazione di FAT.

Teoricamente un disco FAT32 può contenere dati per 2TB. Anche qui la teoria e la pratica non coincidono per cui in realtà con FAT32 non riuscivo inizialmente a gestire in maniera ottimale con il software messo a disposizione con windows 2000 e windows XP dischi con capienza superiore ai 32GB.

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Il File system NTFS (new technology file system con indicizzazione a 64 bit) nasce con il sistema operativo Windows NT (File Allocation Table) è un evoluzione di FAT che aveva come scopo garantire migliori performance e maggiore stabilità rispetto a FAT o FAT32.

Microsoft progetta NTFS con l’obiettivo di diffondere Windows NT e renderlo un sistema operativo per Server affidabile come Unix.

NTFS supporta crittografia sui dati e consente un recupero dei dati in caso di “crash” del sistema


Velocità di un computerIl software di sistema e gli applicativi

il computer esegue software disistema e programmi applicativi

il modo in cui è realizzato il software influisce sempre sulla velocità di elaborazione di un sistema…

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…Windows……compatibilità…

• Per poter installare un sistema operativo su un

Elaboratore l’hardware di quell’elaboratore e il sistema

operativo devono essere “compatibili”

• Ciascun produttore verifica il funzionamento delle

proprie periferiche con il sistema operativo “corrente”.

• Esistono quindi delle “Hardware compatibility list” .



• Per poter installare un applicativo e per poterlo

eseguire il software e il sistema operativo devono

essere “compatibili”

• Ciascun produttore fa delle verifiche di compatibilità

fra i programmi che produce e il sistema operativo.

• Esistono anche delle “Software compatibility list” .

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Problemi di incompatibilità hardware e software:

Nuovo sistema operativo vs vecchio hardware

Nuovo sistema operativo vs vecchio software

Nuovo applicativo vs vecchio sistema operativo

Nuovo hardware vs vecchio sistema operativo


…Windows……compatibilità

Un sistema per poter ospitare Windows XP e funzionare in modo accettabile deve avere le seguenti caratteristiche minime

– Processore: Intel o AMD con velocità di almeno 1 Ghz

– Memoria RAM: almeno 256 MB

– Disco fisso: da almeno 30GB

– Scheda grafica con almeno 16MB RAM

– Scheda Audio, Lettore di DVD o CD-ROM.

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…Windows……compatibilità

Un sistema per poter ospitare Windows Vista e funzionare in modo accettabile deve avere le seguenti caratteristiche minime

– Processore: Intel o AMD con velocità di almeno 1,5 Ghz

– Memoria RAM: almeno 1 GB (meglio se bicanale)

– Disco fisso: da almeno 80GB

– Scheda grafica con almeno 256MB RAM

– Scheda Audio, Lettore di DVD o CD-ROM.


Impostazioni di WindowsIl pannello di controllo

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Impostazioni di WindowsIl pannello di controllo: gestione dell’hardware


Windows e l’hardwareLa tecnologia plug and play…

Gli hardware prodotti ai giorni nostri

supportano una nuova tecnologia

denominata PLUG and PLAY.

Una periferica plug and play permette di

fornire al sistema operativo un insieme

di informazioni che gli permettono di

riconoscerla automaticamente e farla

funzionare.

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Tecnologia Plug & Play

La tecnologia plug and play nasce a metà degli anni ’90 e

iniziò ad essere supportata da Windows 95.

In essa il sistema operativo utilizza degli appositi programmi

detti driver per colloquiare e quindi permettere il

funzionamento di ciascuna periferica.

Il sistema operativo fa quindi da “mediatore” fra ciascun

programma applicativo e le periferiche. Il programma

applicativo colloquia con le periferiche disinteressandosi

completamente della loro natura e del loro funzionamento,

vedendole come dispositivi logici

Windows e l’hardware…La tecnologia plug and play…


Le periferiche plug and play sono viste dai programmi

applicativi e dallo steso sistema operativo come

dispositivi logici e gestite attraverso degli appositi

software detti driver.

I driver creano un Hardware Abstraction Layer (strato di

astrazione dall'hardware), per cui tutte le periferiche

vengono gestite attraverso i direver che mettono a

disposizione un insieme di funzioni di Input/Output e gli

applicativi, invece, utilizzano le periferiche come

dispositivi logici demandandone completamente al

sistema operativo e ai driver.


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Vantaggi della tecnologia P&PL’Hardware Abstraction Layer consente ai programmatori di realizzare programmi meno complessi e con la possibilità di usare lo stesso programma su macchine diverse. I programmi colloquiano con il sistema operativo comunicandogli le operazioni da compiere e il sistema operativo colloquia con le periferiche attraverso i driver per gestire le operazioni di input/output. Questo consente di avere la massima libertà di cambiare hardware su un elaboratore senza che ciò comporti la modifica di tutti i programmi esistenti, basta semplicemente del driver della nuova periferica installata.



Windows ServiziStampanti

Quando si avvia un processo di stampa abbiamo da un lato la CPU e la memoria RAM che hanno una certa velocità e dall’altro una stampante che sicuramente ha velocità molto inferiore rispetto a questi due componenti.Un’altra considerazione va fatta sul fatto che avendo a disposizione un sistema multitasking potrei avere, potenzialmente il desiderio di stampare da piùapplicazioni contemporaneamente.Per ottenere sia un’ottimizzazione delle differenti velocità operative dei componenti sia la possibilità di gestire una “coda” di stampa il sistema operativo mette a disposizione un apposito servizio detto SPOOL

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Impostazioni di WindowsIl pannello di controllo: gestione utenti


Impostazioni di WindowsIl pannello di controllo: gestione utenti

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Impostazioni di WindowsIl pannello di controllo: installazione applicazioni


Impostazioni di WindowsIl pannello di controllo: gestione data, ora, lingua

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Impostazioni di WindowsIl pannello di controllo: Prestazioni e manutenzione


Caratteristiche del computerIl pannello di controllo

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Schermo e scheda grafica

Per individuare le caratteristiche dello schermo e della scheda grafica:

Sul desktop:

Tasto destro del mouse,

Proprietà


Windowsprogrammi di utilità

Backup: salvataggio dei dati

Scandisk: controllo dei dischi

Defrag: ottimizzazione del disco

Education

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