UNITA' 4 - Architettura software di un elaboratore
di Pietro Stinco III B
1.SW di sistema
Il software di sistema ha il compito di effettuare il collegamento tra le applicazioni e l'hardware del computer che si suddivide in ROM BIOS, memorizzato su una memoria non volatile (ha il compito di presiedere all'avvio del computer), del sistema operativo, presente su un disco, e del software applicativo;
2.SW applicativo
costituito dai linguaggi di programmazione e da programmi specifici come per esempio gli editori di testo, i fogli elettronici, i data base, i programmi per la grafica o altri tipi di applicazioni necessarie per svolgere particolari elaborazioni. Esempi di linguaggi di programmazione sono: BASIC, PASCAL, C, C++, VISUAL BASIC ecc;
3.Partizioni del disco rigido
I dischi rigidi, in cui sono memorizzati sia il sistema operativo che i vari tipi di programma e i dati, hanno raggiunto capacità di memorizzazione molto elevate e pertanto spesso è necessario procedere alla loro suddivisione in unità con capacità di memorizzazione più piccole, dette partizioni. I tipi di partizioni possibili sono:
-Partizione primaria; non ne possono essere più di quattro in un disco. Ogni partizione primaria può eventualmente essere formattata in diverso modo dalle altre per contenere un determinato sistema operativo; se esistono più partizioni primarie, su un disco ne può essere attivata solo una alla volta, mentre le altre vengono nascoste;
-Partizione estesa; un Partizione primaria può diventare estesa, suddividendole in partizioni logiche;
-Partizione logica; sono le suddivisioni di una partizione estesa, visibili tutte contemporaneamente.
4.File system
Rappresenta la modalità con cui un sistema operativo organizza i file sul disco rigido; tiene conto dei nomi delle directory e dei nomi dei file, della allocazione dei file nei diversi cluster, de dello spazio occupato sul disco.
Le principali parti del file system sono:
-FAT; il file system proprio del DOS e di varie versioni Windows, usa tabelle di allocazione a 16 bit, i file vngono memorizzati in cluster che costituiscono un raggruppamento di settori. La dimensione del cluster è legata alla dimensione del disco;
-FAT32; file system di alcune versioni Windows (95/98/ME), usa tabelle di allocazione a 32 bit;
-NTFS; file system di versioni più avanzate Windows (2000/XP), i file vengono memorizzati in cluster che però hanno una dimensione indipendente dalle dimensioni del disco e possono essere grandi anche come un solo settore;
-LINUX EXT2 e EXT3; file system di LINUX.
5.ROM bios
Il BIOS è un programma memorizzato in una ROM; serve per la gestione a più basso livello dei dispositivi di ingresso e di uscita del sistema.
Le funzioni eseguite dal bios nella prima fase di avvio di un computer sono:
-test dei componenti hardware fondamentali del sistema;
-caricamento della memoria RAM del sistema operativo prelevato dal disco;
Il bios, inoltre, acquisisce le informazioni di base relative alla configurazione hardware del sistema da una piccola memoria RAM di tipo C-MOS che mantiene le informazioni rimanendo sempre alimentata, anche a computer spento, per mezzo di una batteria in tampone all'interno del computer.
Quando il PC viene acceso, la BIOS fa in modo che la CPU legga il contenuto della ROM, a partire da una locazione ben precisa, eseguendo le istruzioni contenute in essa.
6.BIOS setup
Il setup del BIOS viene effettuato, in genere, prima di attivare per la prima volta un computer, ed è fondamentale in questo suo primo avvio, perchè fissa i parametri essenziali che regolano il funzionamento della macchina memorizzandoli nella memoria C-MOS.
Di solito si identificano nel programma di setup le seguenti funzioni;
-Menu principale; utile per rivelare quali sono le unità a disco attive con le relative caratteristiche e, in caso, modificarne i parametri di configurazione;
-Menu per il settaggio delle caratteristiche della CPU e dei chipset; settaggio della frequenza del FSB (Front Side Bus), configurazione di alcune caratteristiche di memoria;
-Setup delle periferiche integrate; permette di selezionare alcune caratteristiche e alcuni indirizzi delle periferiche integrate sulla piastra come la porta seriale, la porta parallela della stampante, il controller USB, l'audio HD, ecc;
-Configurazione PCI PnP; caratteristica posseduta dai sistemi che permette il riconoscimento automatico dei dispositivi hardware presenti nel computer. I dispositivi per essere individuati debbono essere essi stessi del tipo PNP;
-Setup delle caratteristiche d'alimentazione; permette di impostare alcune caratteristiche legate al risparmio energetico, alle modalità di funzionamento del pulsante di accensione del PC e fornisce anche informazioni sull'hardware (temperatura CPU, della piastra madre, livello di tensione di alimentazione della CPU, velocità di rotazione delle ventole di raffreddamento);
-Setup della sequenza di boot; utilizzato per l'impostazione dell'ordine con cui viene effettuato l'avvio del PC dei diversi dispositivi, presenti nel sistema e da cui può essere eseguito il boot;
7.Bootstrap da disco rigido
In questa fase, la CPU, seguendo il programma del BIOS, legge sul disco di avvio il primo settore denominato Master Boot Record che contiene la tabella delle partizioni presenti sul disco e un piccolo programma; il Bios cede il controllo all' MBR che controlla se sul disco sono presenti partizioni primarie avviabili e nel caso ce ne sia più di una quale di esse sia attiva; ogni partizione ha un proprio settore di avviamento che contiene un piccolo programma, specifico per il sistema operativo contenuto nella partizione.
8.Sistemi operativi
I sistemi operativi permettono agli utenti del computer un più facile accesso alle unità di ingresso e di uscita dati, alla gestione dei dispositivi di memorizzazione di massa (dischi magnetici, ottici), alla gestione dei processi e all'avvio di varie applicazioni; in base al numero di bit, è definito a 16, 32 e 64 bit.
I primi pc erano dotati del sistema operativo a linea di comando, denominato MS-DOS, che costringeva l'utente a conoscere un gran numero di parole chiave che dovevano essere otgni volta impartiti all'OS scrivendoli da tastiera.
Seguirono poi sistemi sempre più avanzati, prodotti dalla Windows, che seguirono la prima versione dell'MS-DOS. La svolta avvenne con il sistema Windows 1.0, dotato di un nuovo ambiente grafico detto GUI (dotata di icone, piccole particolari immagini presenti sul video), che però opera ancora utilizzando risorse MS-DOS.
Seguirono a essa altre versioni del Windows fino alla 3.1; fino ad allora, il sistema operativo era a 16 bit.
Con la pubblicazione della versione 95, la Windows fa definitivamente a meno della presenza dell'MS-DOS, e così anche nelle versioni 98, 2000 e ME. Con i sistemi operativi Windows 9x, si passa a 32 bit, fino ad arrivare all' XP, dotato di una versione a 32 e 64 bit.
Attualmente in commercio vi sono le versioni Windows Vista, 7 e, recentemente, 8.
Altri sistemi disponibili per la piattaforma PC ci sono varie implementazioni di UNIX e LINUX, sistema operativo a open source.