La diffusione attuale dei computer è frutto di una costante evoluzione della tecnologia (da valvole termoioniche, a transistor, a circuiti integrati) che ne ha reso possibile l'utilizzo da parte di un pubblico sempre più ampio e non necessariamente specializzato: Mainframe, Minicomputer, Microcomputer, Home computer, Personal computer.

Malgrado le differenze, tutti i computer hanno in comune almeno le seguenti caratteristiche:

Gli utenti

Programmi applicativi es. Word, Firefox

Il Sistema Operativo (S.O.) es. Windows XP, Linux

La parte Hardware (Hw) es. processore, memoria

Un computer é composto da un gran numero di elementi interagenti.
Anche se qui rappresentiamo un pc fisso, gli stessi componenti sono presenti nei portatili e (a parte alcune eccezioni, come la tastiera) nei piú moderni palmari e dispositivi mobili.

Video (Display) Scheda madre (Motherboard) CPU (Microprocessore) RAM (Memoria Primaria) Schede di espansione (grafica, rete, etc.) Alimentatore CD/DVD Drive HD (Memoria secondaria) Tastiera Mouse

Ma tutte queste componenti hardware interagiscono scambiandosi segnali elettrici!
Come può una persona riuscire a controllarne il funzionamento in maniera agevole?
Grazie al Sistema Operativo!

• Il S.O. è responsabile del controllo e gestione dell'hardware che costituisce un computer e quindi di tutte le operazioni di base
• Il S.O. dovrebbe permettere di utilizzare le componenti hardware nel modo più efficiente e efficace possibile
• Il suo scopo è di fornire un ambiente nel quale gli utenti siano in grado di eseguire applicazioni
• Il S.O. gestisce l'accesso degli utenti al sistema e tutti i processi in esecuzione
• I S.O. moderni devono rendere possibile e conveniente l'utilizzo di un computer anche a utenti non esperti, facilitando l'interazione attraverso le periferiche disponibili

Ognuno di questi S.O. fornisce all'utente un modo diverso di lavorare, di interagire con le componenti hardware, di realizzare i propri lavori, hobby e progetti scientifici e artistici

• Diffuso rapidamente in ambito accademico grazie a licenze gratuite dei Bell Labs (fine anni '70)

• Esistono numerosi dialetti, per tutte le macchine (da personal computer a mainframe), con stesse funzionalità di base e buona compatibilità

• Nel 1992, lo studente (!) finlandese Linus Thorvald ha sviluppato (il kernel di) Linux, una versione open source di UNIX per PC Intel 386, utilizzando strumenti della Free Software Foundation.

• Tutte le informazioni sono organizzate in file: documenti, sorgenti di programmi, applicazioni, immagini, ...
• File System gerarchico: file (archivio) e directory (cartelle)
• Due modalità di interazione con l'utente, con vantaggi complementari:
  • grafica, come sotto Windows (intuitiva, possibile anche per novizi, invita all'esplorazione...)

  • testuale, tramite shell interattiva (richiede maggiore conoscenza del sistema, più potente...)

• Sia la shell che l'interfaccia grafica (basata su X Window System X11) forniscono, in modo diverso, le stesse funzionalità:
  • accedere al sistema
  • spostarsi nel file system
  • creare / modificare / eliminare file
  • eseguire applicazioni

• Un file è un contenitore di informazioni: un documento, un programma, i dati di un esperimento, una fotografia..., ma anche un dispositivo di input/output, una zona di memoria interna,... (in UNIX anche operazioni come accesso a periferiche o comunicazioni tra processi avvengono tramite file speciali)

• Una directory è un file che indicizza altri file.

• Ogni file ha un nome, che può contenere lettere, numeri, e i caratteri "." (punto) e "_" (sottolineatura o underscore) [meglio evitare gli spazi!!!]
  Spesso il nome di un file ha un suffisso o estensione, che ne indica il tipo (main.c indica un programma C, letter.txt indica un file di solo testo...)

• UNIX è case-sensitive: una lettera minuscola e la corrispondente maiuscola sono diverse!!!
  Ad esempio, possiamo avere nella stessa directory i file piPPo e Pippo

• I file sono organizzati in una struttura chiamata file system, rappresentabile come un albero (come analogia considerate un albero genealogico):
  • Una struttura con tre elementi: radice, nodi, archi (relazioni tra nodi)
  • La radice dell'albero è la directory /, detta root
  • I nodi sono file (i nodi interni sono directory)
  • Gli archi descrivono la struttura gerarchica (relazione padre-figlio)

Esempio di struttura di un file system UNIX

• Della root directory (indicata con /) abbiamo già parlato.

• I file di ogni utente UNIX sono memorizzati in una directory del file system chiamata la home directory o home dell'utente (indicata con ~).

• In ogni istante, ogni utente collegato al sistema si trova concettualmente posizionato in un ben preciso nodo del file system (detto directory corrente e indicato con .), da cui può spostarsi tramite opportuni comandi

• La directory immediatamente sopra quella corrente è detta directory padre e indicata con ..

I percorsi (o path) sono rappresentati testualmente inserendo un simbolo / tra ogni padre e figlio (senza spazi). Per esempio:

/usr/       /usr/bin       /usr/bin/emacs

Un pathname specifica la precisa locazione di un file all'interno del file system.

• pathname assoluto: dice come raggiungere un file partendo dalla radice del file system (quindi comincia sempre con /). Per esempio:
  /usr/bin/emacs

• pathname relativo: dice come raggiungere un file partendo dalla directory corrente. Per esempio:
  ../../X11/man se la directory corrente è /usr/bin/emacs

• Due file in directory diverse dello stesso albero possono avere lo stesso nome. Possiamo distinguerli usando il loro pathname assoluto, che li identifica in modo univoco nel file system:

  /usr/bin
  /bin/
  /usr/X11/bin/
  

• Ogni sistema UNIX mette a disposizione vari tipi di shell. Le shell più diffuse sono: (sh, bash, csh, tcsh): il default per voi è bash

• Da X-Window si lancia come una qualunque applicazione (generalmente si chiama "Terminal" ed é elencata sotto "Accessori" o "Sistema"...)

• La shell è un interprete di comandi che ripetutamente:
  • stampa un prompt
  • legge un comando scritto dall'utente e terminato con enter/return/invio
  • esegue il comando o segnala un errore se non è in grado di completarlo

• I comandi possibili sono moltissimi, ma ne bastano pochi per cominciare...

• Potenza e semplicità: I comandi UNIX sono progettati per risolvere problemi specifici. Sono semplici (senza menu e opzioni nascoste) e proprio per questo potenti (es. grep parola filename)

• Velocità e flessibilità: è più veloce scrivere pochi caratteri da tastiera piuttosto che cercare un programma opportuno e usare le operazioni che fornisce sulla base delle proprie specifiche esigenze

• Accessibilità: permette di accedere efficientemente ad un sistema in remoto (es. ssh machine)

Opzioni:

• Sono facoltative e influiscono sul funzionamento del comando
• Consistono generalmente di un hyphen (il simbolo di trattino -) seguito da una sola lettera (es. ls -l). Possono avere un argomento (es. dvips -o p.ps p.dvi). Spesso più opzioni possono essere raggruppate insieme dopo un solo trattino (es. ls -al )

• Si possono avere più argomenti o anche nessuno
• Alcuni argomenti sono opzionali. Se non specificati assumono valori di default

• nessun argomento: il comando date mostra ora e data corrente
  date

• un solo argomento: il comando cd cambia la directory corrente in quella specificata dal suo argomento
  cd ../emacs

• un'opzione ed un argomento: il comando wc conta il numero di parole, caratteri, righe in un file di testo, in base all'opzione specificata
  

  wc -w elenco.txt	conta le parole nel file elenco.txt
  wc -c elenco.txt	conta i caratteri nel file elenco.txt
  wc -l elenco.txt	conta le linee nel file elenco.txt

• numero arbitrario di argomenti: il comando cat concatena e mostra sullo schermo il contenuto dei file passati come argomento
  cat orarioLUN.txt orariMAR.txt orarioMER.txt orarioGIO.txt

• più opzioni ed un argomento di default: lista dettagliata (l,long) di tutti (a,all) i file, con dimensione (s,size). L'argomento di default è la directory corrente
  ls -als

Per fare riferimento a files o directory, oltre al path assoluto si può usare il path relativo, che parte dalla directory corrente.

Comando	Significato
dirs	stampa la directory corrente [working directory]
pwd	stampa il pathname assoluto della director corrente
cd	la home diventa la directory corrente
cd <nuovaDir>	<nuovaDir> diventa la directory corrente
ls	stampa il contenuto della directory corrente
ls <directory>	stampa il contenuto di <directory>
ls -l	stampa anche informazioni aggiuntive (diritti, dimensione...)
ls -a	stampa anche files/directory che iniziano per "."

Esempio: visitando una home

Comando	Significato
-> pwd	stampa il pathname assoluto della directory corrente
-> ls	lista la directory corrente
-> cd ..	la direcory padre diventa la directory corrente
-> ls -sh mydocs	lista la directory mydocs con opzioni size e human readable
-> cd	la home diventa la directory corrente

Comandi per creare e cancellare file e directory

Comando	Significato
touch <file>	cambia l'orario di accesso e di modifica di <file>; se non esiste, lo crea
mkdir <dir>	crea la directory <dir>
rmdir <dir>	cancella la directory <dir>, ma solo se è vuota.
rm <f1> ... <fn>	cancella i files <f1> ... <fn>
rm -r <dir>	cancella la directory <dir> con il suo contenuto
rm -i ...	cancella l'argomento chiedendo conferma
rm -f ...	cancella l'argomento senza chiedere conferma

Comandi per spostare e copiare file e directory

cp <source> <dest>	copia il file o directory <source> in <dest>
cp <f1> ... <fn> <dir>	copia <f1> ... <fn> nella directory <dir>
cp -r <dir1> <dir2>	copia <dir1> e tutto il suo contenuto in <dir2>
cp -i ...	copia chiedendo conferma prima di sovrascrivere
cp -f ...	copia senza chiedere conferma prima di sovrascrivere
mv <source> <dest>	copia <source> in <dest> e rimuove <source>
mv <f1> ... <fn> <dir>	sposta <f1> ... <fn> nella directory <dir>
mv -i ...	muove chiedendo conferma prima di sovrascrivere
mv -f ...	muove senza chiedere conferma prima di sovrascrivere

Per visualizzare correttamente file che non sono di testo occorre usare le corrispondenti applicazioni.

Come default, i comandi visti sopra dirigono il contenuto dei file sullo standard output.

Per lanciare Emacs ed editare il file primofile, basta eseguire nella shell il comando

-> emacs primofile &

Alcune cose da sapere (e sperimentare) su Emacs:

• Emacs fa un backup del file chiamandolo primofile~.

• Quando si modifica un file con Emacs, in realtà si modifica una copia del file tenuta da Emacs in un buffer (nell'esempio, un file chiamato #primofile#). Le modifiche vanno salvate per renderle permanenti.

• Emacs permette di lavorare su più file alla volta. Non c'è bisogno di mandare in esecuzione più copie di Emacs. Il menu Buffer permette di passare da un file all'altro.

• Se i caratteri della finestra di edit vi sembrano troppo piccoli per riuscire a lavorarci, lanciare Emacs col comando emacs -fn 10x20

• Si può interagire con Emacs usando il mouse e i menu, oppure con opportune combinazioni di tasti. Un'introduzione all'uso di Emacs (con i tasti!!!) si trova nell'Emacs Tutorial, che si può invocare con C-h t oppure dal menu Help

Ecco alcune delle funzioni più utili:

[01]  Partendo dalla vostra home directory esplorare il file system posizionandovi nella vostra directory padre. Elencare i files in essa contenuti.

[02]  Posizionandovi nella vostra home directory, create una nuova sottodirectory chiamata Num_Utili e copiateci il file di testo Rubrica.txt che trovate nella home directory della prof. Gori (~gorir).
Editare il file con emacs in modo da cancellare (con gli opportuni comandi emacs) tutte le righe che non contengono informazioni utili (es. righe vuote, righe di asterischi,....).

[03]  Creare nella propria propria home directory una nuova directory Num_Pers.
Creare poi un nuovo file MiaRubrica.txt nella directory Num_Pers.
Editare il file MiaRubrica.txt con emacs per inserire 5-6 nomi di amici con la città di provenienza e un recapito telefonico anche inventato (usare esattamente lo stesso formato dei dati utilizzato nel file Rubrica.txt).

[04]  Stampare a video il contenuto del file Rubrica.txt.
Provate ad usare tutti e tre i comandi a vostra disposizione per questo, cat, more e less.
Stampate ora a video il contenuto ordinato del file.