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
4Luigi Puzone © Informatica 1 – Università di Ferrara – A.A. 2008-2009 6.4 - 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
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(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
(Informatica di base 3ed. – Curtin D.P. et al – McGrawHill)
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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
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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.
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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).
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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.
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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.
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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.
(Informatica di base 3ed. – Curtin D.P. et al – McGrawHill)
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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.
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Windows e le memorie di massail file system…
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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Windows e le memorie di massail file system…
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
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Windows e le memorie di massail file system…
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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Windows e le memorie di massail file system…
I File system che mette a disposizione Windows sono:
FAT
FAT32
NTFSVediamone le caratteristiche principali.
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Windows e le memorie di massail file system…
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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Windows e le memorie di massail file system…
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.
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Windows e le memorie di massail file system…
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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Windows e le memorie di massail file system…
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
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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” .
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…Windows……compatibilità…
• 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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33Luigi Puzone © Informatica 1 – Università di Ferrara – A.A. 2008-2009 6.4 - Sistema Operativo Windows
…Windows……compatibilità…
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
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…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.
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Impostazioni di WindowsIl pannello di controllo
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Impostazioni di WindowsIl pannello di controllo: gestione dell’hardware
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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…
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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.
Windows e l’hardware…La tecnologia plug and play…
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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 e l’hardware…La tecnologia plug and play…
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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
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Impostazioni di WindowsIl pannello di controllo: gestione utenti
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45Luigi Puzone © Informatica 1 – Università di Ferrara – A.A. 2008-2009 6.4 - Sistema Operativo Windows
Impostazioni di WindowsIl pannello di controllo: installazione applicazioni
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Impostazioni di WindowsIl pannello di controllo: gestione data, ora, lingua
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Impostazioni di WindowsIl pannello di controllo: Prestazioni e manutenzione
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Caratteristiche del computerIl pannello di controllo
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Caratteristiche del computerIl pannello di controllo
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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
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Windowsprogrammi di utilità
Backup: salvataggio dei dati
Scandisk: controllo dei dischi
Defrag: ottimizzazione del disco