Algoritmo – Informatica di base

L’algoritmo è una sequenza ordinata di operazioni non ambigue e computabili, che produce il risultato di un certo problema e si arresta in un tempo finito. Proprietà:

  1. Non ambiguo: esso non deve variare di risultato in base alla macchina/persona che loe segue
  2. Corretto: deve fornire una soluzione corretta ad un dato problema
  3. Realizzabile: con le risorse a disposizione
  4. Finito: n° finito di esecuzioni delle operazioni e passaggi elementari
  5. Efficiente: costo accettabile in termini di risorse, quali tempo di CPU, spazio di memoria utilizzata e quantità di bit trasferiti

Espressioni Logiche Equivalenti

Un’espressione logica è una sequenza (o stringa) finita di costanti, variabili, operatori e parentesi tali che:

  • 0 e 1 sono espressioni
  • una variabile è un espressione
  • se A è un espressione, lo è anche A’ (l’apice significa “negato”)
  • se A e B sono espressioni, lo sono anche (A+B) e (A-B)

Due espressioni E1 ed E2 sono espressioni logiche equivalenti (E1=E2) se e solo se descrivono la medesima espressione e quindi hanno la medesima tabella di verità.

Esempio: E1 = x ⊕ y    E2 = ( x ∧ y’ ) ∨ ( x’ ∧ y )    sono equivalenti

Architettura di Von Neumann – Elaboratori

É l’architettura hardware su cui si basa la maggior parte dei moderni computer, e si identifica per la caratteristica di immagazzinare all’interno delle unità di memoria, sia i dati dei programmi in esecuzione, sia il codice di essi.L’architettura di Von Neumann si basa su 5 componenti fondamentali:

  1. Processore o CPU, che si divide in:
    1. ALU (Aritmetic/Logic Unit): unità logida che esegue le operazioni logiche e aritmetiche elementari
    2. CU (Control Unit, alias Unità di Controllo): si occupa di monitorare e coordinare l’attività della CPU
    3. Registri: locazioni usate per memorizzare i dati e le istruzioni della CPU
  2. Memoria centrale: Ram e Rom
  3. Unità di Input e Output (I/O)
  4. Bus di sistema: che collegano tutte le componenti e sui quali passano tutte le informazioni

Il modello TCP/IP

IL MODELLO TCP/IP

È un insieme di protocolli che semplifica la gestione della rete rispetto all’architettura ISO/OSI che è un modello teorico. Esso non specifica i livelli più bassi perciò si può innestare su qualsiasi livello 1 e 2. Il protocollo IP è utilizzato nel livello 3, mentre il TCP nel livello 4, segue quindi il livello applicativo vero e proprio. Il modello TCP/IP è utile per l’interconnessione delle reti attraverso internet. Esso permette di muovere pacchetti attraverso tanti sistemi intermedi (router), scegliendo il cammino migliore e gestendo le connessioni.

Gli indirizzi IP

In una rete viene associato a ogni computer un numero (indirizzo IP) che permette di identificarlo. Vi sono due tipi di indirizzi IP: IPv4 e IPv6. Continua a leggere

I mezzi trasmissivi delle reti

La velocità nei mezzi trasmissivi si misura in: bit al secondo (Bps). Il throughput invece è il parametro che indica la quantità di informazioni elaborata e trasmessa nell’unità di tempo (e non solo la trasmissione).

Doppino telefonico

Mezzo trasmissivo per il servizio telefonico, è un doppio filo di rame intrecciato per neutralizzare l’influenza dei campi elettromagnetici che interferiscono sul segnale e costituisce il cablaggio delle reti locali.

Cavo coassiale

Utilizzato per la trasmissione dei segnali televisivi, è un cavo di rame avvolto da un isolante e da una gabbia metallica (gabbia di Faraday) che lo scherma dalle onde elettromagnetiche che potrebbero creare interferenza. Continua a leggere

Architetture di rete, modello OSI/ISO

ARCHITETTURE DI RETE

Le reti organizzate a livelli, nelle quali il livello superiore non vede mai come sono svolte le operazioni al livello inferiore. La comunicazione tra i vari livelli avviene attraverso un protocollo definito, ovvero un insieme di regole e convenzioni utilizzati nel dialogo reciproco dei livelli.

Esistono due tipologie di protocolli:

  • Protocolli orientati alla connessione: prevedono il controllo di eventuali errori di trasmissione.
  • Protocolli non orientati alla connessione: non si ha una conferma della corretta ricezione del messaggio.

L’architettura di rete è quindi definita da un insieme di livelli e protocolli, in cui ogni livello fornisce servizi a quello superiore. Il livello concettuale della rete si realizza nelle applicazioni software, mentre quello fisico è costituito dai segnali elettrici binari nel mezzo trasmissivo. Continua a leggere

Tecnica di commutazione delle reti

Con commutazione si intende l’insieme di operazioni con le quali il messaggio viene elaborato in modo da indirizzarlo verso il destinatario. Fondamentalmente sono due le tecniche di commutazione: commutazione di circuito e commutazione di pacchetto.

Commutazione di circuito

Avviene un collegamento fisico dedicato, operato come nelle centrali telefoniche, che creano un collegamento fisico tra gli utenti. Il collegamento stabile e viene riservato per tutta la comunicazione. L’utilizzo di un collegamento a commutazione di circuito si divide in tre fasi:

  1. Attivazione del circuito: si stabilisce la connessione fisica tra i due utenti.
  2. Utilizzo del canale trasmissivo: i dati vengono trasmessi senza controlli.
  3. Svincolo: la connessione viene chiusa.

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La classificazione delle reti

La classificazione delle reti può avvenire secondo due criteri: la dimensione, e quindi l’estensione geografica, e la struttura fisica della rete, anche detta topologia.

Classificazione delle reti per estensione

  • Reti locali – LAN (Local Area Network) e WLAN (Wireless Local Area Network): reti, generalmente aziendali, la cui estensione può andare da un ufficio a un complesso di edifici, ma che in ogni caso non passa per il suolo pubblico. È caratterizzata da un’alta velocità nella trasmissione dei dati ed a basso tasso d’errore. La connessione può avvenire mediante cavi (LAN) o essere wireless (WLAN).
  • Reti geografiche – WAN (Wide Area Network): dalle dimensioni geograficamente estese, presente delle particolari strutture per il controllo dell’accesso alla rete stessa. Sfrutta, oltre ai mezzi trasmissivi di terra, i satelliti e i ponti radio.
  • Internet: la rete globale, costituita da infrastrutture a partire dai canali di trasmissione transoceanici alle linee telefoniche classiche.

Classificazione delel reti per topologia

In base alla topologia, ovvero la struttura composta dai nodi e dai tutti i collegamenti fisici. In base a come sono messi in comunicazione due nodi, si parla di connessione fisica quando vi è una connessione diretta tra di essi, mentre di connessione logica quando il collegamento sfrutta più connessioni fisiche.

La topologia di una rete si definisce quindi attraverso il numero dei nodi, il numero di canali trasmissivi e la ridondanza, ovvero la possibilità di scegliere tra più strade alternative. Con l’aumentare della ridondanza, avviene anche la fault tolerance.

I tipi di rete differenziate per topologia:

  • A stella: tutti i nodi fanno riferimento ad uno stesso canale trasmissivo. Esso può essere passivo (dispositivi quali l’HUB), quando il messaggio viene rinviato a tutti i nodi, attivo quando il messaggio viene reindirizzato al nodo interessato. Non vi è fault tolerance.
  • Ad anello: una linea chiusa connette tutti i nodi tra loro. L’informazione scorre sull’anello finché non giunge al destinatario. I nodi hanno funzione attiva, in quanto devono ritrasmettere il messaggio che non è destinato a loro. Per aumentare l’affidabilità, spesso si installa un secondo anello controrotante, con funzione di back-up del primario.
  • A bus: reti di tipo broadcast, in quanto il messaggio viene inviato a tutti i nodi.
  • Ad albero: una tipologia di rete magliata, con il minor costo del cablaggio possibile.
  • Magliate non completamente connesse: utilizzata per reti geografiche, sono un compromesso tra il costo della rete e l’affidabilità, in quanto vi è ridondanza.
  • Magliate completamente connesse: ogni nodo è collegato a tutti gli altri tramite collegamenti bidirezionali. L’aggiunta di un nodo comporta la creazione di altri canali al pari dei nodi preesistenti, ma un guasto non blocca l’attività.

Le reti ad anello, a bus e a stella sono tipiche delle reti locali, mentre le topologie magliate sono caratteristiche delle WAN.

Le tecnologie di trasmissione – Le reti

Le tecnologie di trasmissione definiscono come sono disposti i collegamenti tra vari computer in rete, e conseguentemente ne determinano la struttura. Una rete è composta da host, a cui possono essere collegati dei terminali, connessi in rete mediante nodi.

Tipi di tecnologie di trasmissione

Point to point:

Il collegamento avviene direttamente tra due nodi. È il più semplice, non richiede l’indirizzamento dei messaggi, in quanto possono essere diretti solo a un altro computer.

Multipoint:

Più nodi utilizzano la stessa linea, in modo da diminuire i costi di trasmissione. La presenza contemporanea di segnali però, può dare origine ad errori (collisioni). Inoltre, la rete si può congestionare, se il numero di pacchetti è eccessivo. I messaggi poi, si Continua a leggere