Istituto Istruzione Superiore 'Mattei - Fortunato' Via Serracapilli, 28/A 84025 Eboli (SA) MATERIA TECNOLOGIE E PROGETTAZIONE DI SISTEMI INFORMATICI E DI TELECOMUNICAZIONI CLASSI III Moduli MODULO 1 : la rappresentazione delle informazioni  Comunichiamo con il calcolatore La comunicazione Tipologia dell’informazione Protocollo di comunicazione  Digitale e binario Analogico e digitale Codifica in bit o binario Prefissi binari per il byte  Sistemi di numerazione posizionali 1. Sistemi di numerazioni 2. Sistemi additivi/sottrattivi 3. Sistema posizionale  Conversione di base decimale 1. Conversione in decimale 2. Conversione da decimale intero alle diverse basi 3. Conversione da decimale frazionale alle diversi basi  Conversione tra le basi binarie 1. Conversione tra binari ed esadecimali  Immagini, suoni e filmati: cenni Classificazione delle varie estensioni Obiettivi: Conoscenze    Saper codificare le informazioni digitali hardware e software Saper usare le risorse del Sistema Operativo Saper documentare il software Obiettivi : Competenze    Utilizzare correttamente i vari codici binari Operare in consapevolezza tra diversi tipi di Sistema Operativi e le loro risorse Utilizzare le conoscenze per documentare correttamente il proprio software 1 Istituto Istruzione Superiore 'Mattei - Fortunato' Via Serracapilli, 28/A 84025 Eboli (SA) (jpeg,bmp,avi,mov) MODULO 2 : I codici digitali  Codici digitali pesati 1. La codifica di caratteri: codici ASCII e Unicode 2. Il codice BCD 3. Il codice Aiken  Codici digitali non pesati Il codice eccesso 3 La codifica di Grey Il codice a sette segmenti Barcode e QR Code  La correzione degli errori 1. Definizioni fondamentali 2. Identificazione e correzione degli errori MODULO 3 : La codifica dei numeri  Operazioni tra numeri binari senza segno Aritmetica binaria Complemento a 1 Complemento a 2 Addizione Sottrazione Prodotto Divisione MODULO 4 : Il sistema operativo  Generalità sui sistemi operativi 1. I sistemi operativi con proprie 2 Istituto Istruzione Superiore 'Mattei - Fortunato' Via Serracapilli, 28/A 84025 Eboli (SA)    caratteristiche Evoluzione dei sistemi operativi Cenni storici Sistemi dedicati dal 1945 agli anni 80 Sistemi odierni e sviluppi futuri La gestione del processore Introduzione al multitasking I processori Stato dei processori 1. La schedulazione dei processi 2. User mode e kernel mode 3. I criteri di scheduling 4. Scheduling a confronto tra sistemi operativi Fasi e modelli di gestione di un ciclo di sviluppo 3 Istituto Istruzione Superiore 'Mattei - Fortunato' Via Serracapilli, 28/A 84025 Eboli (SA) MATERIA TECNOLOGIE E PROGETTAZIONE DI SISTEMI INFORMATICI E DI TELECOMUNICAZIONI Moduli MODULO 1:_ Processi sequenziali e paralleli.    I processi. ◦Modello a processi. ◦Stato dei processi.  Obiettivi: Conoscenze  Risorse e condivisione. o Classificazioni. o Grafo di Holt. I thread o “processi leggeri”. 4. Processi “pesanti” e “processi leggeri”. 5. Soluzioni adottate: single threading vs multithreading. 6. Realizzazione di thread. 7. Stati di un thread. 8. Utilizzo dei thread.  Saper codificare le informazioni digitali hardware e software Saper usare le risorse del Sistema Operativo Saper documentare il software CLASSI IV Obiettivi: Competenze  Utilizzare correttamente i vari codici binari  Operare in consapevolezza tra diversi tipi di Sistema Operativi e le loro risorse  Utilizzare le conoscenze per documentare correttamente il proprio software  Elaborazione sequenziale e concorrente. 4. Processi non sequenziali e grafo di precedenza. 4 Istituto Istruzione Superiore 'Mattei - Fortunato' Via Serracapilli, 28/A 84025 Eboli (SA) 5.  Scomposizione di un processo non sequenziale. La descrizione della concorrenza. 2. Esecuzione parallela. 3. Forkjoin. 4. Cobegincoend. 5. Equivalenza di forkjoin e cobegincoend. 6. Semplificazione delle precedenze. MODULO 2: Comunicazione e sincronizzazione.   La comunicazione tra processi. 4. Comunicazione: modelli software e hardware. 5. Modello a memoria comune (ambiente globale , global environment). 6. Modello a scambio di messaggi (ambiente locale , message passing). La sincronizzazione tra processi. Errori nei programmi concorrenti. 5 Istituto Istruzione Superiore 'Mattei - Fortunato' Via Serracapilli, 28/A 84025 Eboli (SA) Definizioni e proprietà.  Sincronizzazione tra processi: semafori.  3. Semafori di basso livello e spin lock(). 4. Semafori di Dijkstra. 5. Semafori binari vs semafori di Dijkstra. Applicazione dei semafori. Semafori a mutua esclusione. Mutua esclusione tra gruppi di processi. Semafori come vincoli di precedenza. Problema del rendezvous. MODULO 3 La specifica dei requisiti software  La documentazione dei requisiti 6 MATERIA INFORMATICA CLASSI III Moduli Introduzione all’ informatica 7. Informatica e sistemi di elaborazione 8. Hardware 9. Tipi di computer 10. Software 11. Programmare 12. I linguaggi di programmazione e la traduzione di un programma Conoscenze Relazioni fondamenti dell’ elaborazione delle informazioni; La programmazione 6. Definizione di un algoritmo e progettare soluzioni 7. Componenti di un algoritmo: dati e istruzioni 8. Rappresentazion e di un algoritmo con Flow chart e verifica degli algoritmi stessi 9. Linguaggio C++: Capire i problemi esistenti nella comunicazione tra l’uomo e l’ elaboratore; conoscere il concetto di variabile come strumento per immagazzinare valori; conoscere la simbologia utilizzata nei flow – chart; conoscere le regole di base di un linguaggio di programmazione; saper riconoscere il ruolo esecutivo di una linguaggi e macchine a vari livelli di astrazione; paradigmi di programmazione; cos’è un linguaggio di programmazione; come viene creato un programma eseguibile. Competenze Utilizzare le strategie del pensiero razionale negli aspetti dialettici e algoritmici per affrontare situazioni problematiche elaborando opportune soluzioni. Utilizzare le strategie del pensiero razionale negli aspetti dialettici e algoritmici per affrontare situazioni problematiche elaborando opportune soluzioni; usare le istruzioni di lettura, scrittura e assegnazione per risolvere un problema; individuare le fasi necessarie per passare da un problema a una soluzione; saper istruzioni di I/O, di assegnazione, di selezione, di iterazione 10. Interpretazione e compilazione dei programmi; La metodologia topdown 1) La scomposizione di un problema 2) Sottoprogrammi e funzioni 3) Variabili locali e globali e criteri di visibilità 4) Il passaggio dei parametri 5) La ricorsione Strutture dati semplici 1) Caratteristiche di un vettore 2) Caricamento di un vettore 3) Visualizzazione di un vettore 4) Assegnazione valori in base a calcoli 5) Estrarre valori in base a condizioni 6) Calcolare la media 7) Individuare un massimo macchina. riconoscere i dati di input e di output di un problema. La progettazione top – down; la scomposizione in sottoproblemi; Utilizzare le strategie del pensiero razionale negli aspetti dialettici e algoritmici per affrontare situazioni problematiche, elaborando opportune soluzioni; saper affrontare un problema scomponendolo in sottoproblemi; risolvere problemi usando le procedure e le funzioni quando necessario. le variabili locali e globali; le procedure e le funzioni.. Conoscere la differenza tra variabili semplici e variabili strutturate; conoscere gli algoritmi fondamentali applicati alle strutture dati; rappresentare e gestire dati con vettori paralleli. Saper caricare e visualizzare dati di un vettore e di vettori paralleli; saper cercare informazioni all’ interno di strutture dati; saper ordinare le strutture dati; saper fornire i totali parziali elaborando i dati di un vettore; saper fondere due o un minimo 8) La ricerca di un elemento 9) Creare un nuovo vettore 10) Modificare gli elementi dei vettori 11) Eliminare o aggiungere elementi in un vettore 12) Gestire vettori paralleli 13) L’ordinamento per selezione e bubble sort 14) Ordinare vettori paralleli 15) Lavorare su totali parziali 16) La ricerca dicotonica 17) La fusione di due vettori Strutture dati complesse  Caratteristiche di una matrice  Visualizzare gli elementi di una matrice  Gestire una matrice  Operazioni su una matrice  Matrici quadrata e trasposta  Caratteristiche di una tabella  Caricare e visualizzare i dati in una tabella  Ordinare una tabella vettori ordinati in un terzo anch’ esso ordinato. La matrice come struttura dati bidimensionale; il record come insieme di elementi non omogenei; la tabella come array di record; algoritmi per la ricerca e l’ordinamento. Utilizzare le strategie del pensiero razionale negli aspetti dialettici e algoritmici per affrontare situazioni problematiche, elaborando soluzioni; risolvere problemi con il supporto di strutture dati complesse MATERIA INFORMATICA CLASSI IV Moduli File di testo 7. I file 8. I file in C++ 9. Leggere file di testo 10. Creare file di testo 11. Usare file di testo per l’ I/O Conoscenze Sapere che cos’è un file in memoria di massa; conoscere le principali operazioni che un utente può eseguire su un file di testo. . Competenze Comprendere la possibilità di conservare le informazioni in memoria di massa; saper leggere e scrivere informazioni su un file di testo. Strutture dati dinamiche 1) Lista, pila, coda 2) Grafi e alberi 3) Memorizzare una pila con puntatori 4) Memorizzare una coda con puntatori 5) Memorizzare una lista ordinata 6) Memorizzare pile e code con vettori 7) Memorizzare liste e alberi con tabelle Le strutture dinamiche di dati e la loro allocazione in memoria centrale; il concetto di puntatore; le strutture dati complesse: alberi e grafi. Riconoscere in che modo le strutture dati astratte sono allocate fisicamente in memoria; individuare la struttura dati più idonea a risolvere un determinato problema. La memorizzazione dei dati File strutturati File sequenziali File ad accesso diretto File ad accesso calcolato Chiavi secondarie La compressione dei dati Sapere che cos’è un file in memoria di massa; conoscere i metodi di organizzazione dei file; conoscere tecniche di compressione; sapere Utilizzare le strategie del pensiero razionale sugli aspetti dialettici e algoritmici per affrontare situazioni problematiche elaborando opportune Basi di dati Basi di dati con Access La tabelle in Access Inserimento dei dati Le query I report che cos’è una base di dati; conoscere le caratteristiche di una base di dati relazionale; conoscere le operazioni possibili sulle tabelle relazionali (query). soluzioni; risolvere problemi che contemplino la memorizzazione permanente dei dati. MATERIA INFORMATICA CLASSI V Moduli Archivi 1) Caratteristiche degli archivi; 2) Organizzazione fisica ed organizzazione logica degli archivi; 3) Operazioni sugli archivi. Obiettivi: Conoscenze Conoscere le tipologie di organizzazione degli archivi; Basi di dati 5. Organizzazione degli archivi mediante database; 6. Il modello concettuale; 7. Il modello logico; 8. Linguaggi di interrogazione; 9. Lo sviluppo del progetto informatico. Conoscere le tecniche di base per la progettazione di un sistema informativo; Progettazione web 1) Utilizzo di database nella programmazione lato server; 2) Strumenti di sviluppo. Conoscere le tecniche di base della programmazione lato server; Conoscere le operazioni che possono essere effettuate sugli archivi. Conoscere i fondamenti di un linguaggio di interrogazione; Conoscere i principi che determinano la qualità di un sistema informativo. Conoscere le tecniche di implementazione di un database accessibile via web. Obiettivi: Competenze Saper confrontare le varie tipologie di organizzazione degli archivi; Saper scegliere la tipologia di organizzazione più adatta al tipo di operazioni da effettuare. Saper progettare e documentare un sistema informativo; Saper creare, manutenere ed interrogare un database mediante un linguaggio di interrogazione. Saper implementare semplici sistemi informativi su web. CURRICOLO VERTICALE MATERIA SISTEMI E RETI CLASSI III Moduli Modulo n. 1 : Le architetture dei sistemi di elaborazione Obiettivi generali del Modulo in termini di : Capacità Competenze Conoscenze  Conoscere le architetture dei sistemi di elaborazione  Conoscere il ruolo dei componenti di un sistema di elaborazione (CPU, RAM, I/O, bus)  Conoscere come indirizzare la memoria Saper identificare i vari  Conoscere le principali tecniche che migliorano componenti HW di un sistema le prestazioni dei computer. reale di elaborazione; Contenuti:  L'architettura del computer  Il ruolo della CPU  Le memorie  I bus secondo il modello di Von Neumann  I bus presenti sul PC  La gestione degli I/O dal punto di vista funzionale Modulo n. 2 : Linguaggio Assembly Obiettivi generali del Modulo in termini di : Riconoscere e valutare i principali indicatori delle prestazioni di un computer; Porre rimedio ai principali problemi di malfunzionamento HW e SW Conoscenze  Conoscere la struttura del processore 8086  Conoscere il modello di programmazione x86 a 16 e 32 bit  Conoscere la struttura dello stack  Saper distinguere gli elementi che concorrono all'assemblaggio  Conoscere le istruzioni principali dell'ISA x86  Conoscere la struttura di un programma assembly Saper editare, compilare e Conoscere i metodi di indirizzamento linkare semplici programmi in linguaggio Assembler; Contenuti Il processore 8086  Il modello x86  Il linguaggio assembly e l'assembler  La struttura di un programma assembly  Le istruzioni di assegnazione assembly  Le istruzioni di salto  Le istruzioni aritmetiche  Le istruzioni logiche e di manipolazione dei bit Saper riconoscere gli errori formali; Utilizzare il debugging per la risoluzione dei problemi legati alla cattiva progettazione del sw; Modulo n. 3 : Fondamenti di Networking Obiettivi generali del Modulo in termini di : Conoscenze  Conoscere gli elementi fondamentali di una rete Identificare le principali componenti HW di una rete  Conoscere le topologie di rete locale  Conoscere i compiti dei livelli ISOOSI e TCP IP  Utilizzare gli strumenti di simulazione per realizzare semplici reti locali; Utilizzare comandi per verificare la connettività di rete; Contenuti  Introduzione al networking  Il trasferimento dell'informazione L'architettura a strati ISOOSI e TCPIP Modulo n. 4 : Dispositivi per la realizzazione di reti locali Obiettivi generali del Modulo in termini di : Conoscenze Realizzare un cavo di Conoscere le principali attrezzature necessarie Identificare le problematiche rete; inerenti il cablaggio per la realizzazione di reti LAN e WAN Realizzare una rete LAN strutturato; con topologia a stella Contenuti •La connessione con i cavi di rame •La connessione ottica •La connessione wireless •Il cablaggio strutturato Modulo n. 5: Le reti ethernet e lo strato di collegamento Obiettivi generali del Modulo in termini di : Conoscenze Evidenziare i principali problemi che inducono cause di Conoscenza dei protocolli livello fisico e errore nella trasmissione dei collegamento dati Contenuti •La tecnologia ethernet, tipologie •Le collisioni in ethernet •Dispositivi di rete a livello 2 Modulo n. 6: Lo strato di rete e il protocollo Comprendere la strategia più TCP/IP opportuna per realizzare una Obiettivi generali del Modulo in termini di : segmentazione logica riduendo il dominio di broadcasting Conoscenze Mettere in atto le strategie opportune affinché sia assicurata una corretta trasmissione dati nelle reti LAN Strutturare ed implementare un piano di indirizzamento IP per una rete locale Conoscenza del protocollo IP Contenuti •Il TCP/IP e gli indirizzi IP •Introduzione al subnetting •IP statici e dinamici MATERIA SISTEMI E RETI CLASSI IV Moduli Modulo n. 1 : Router Obiettivi generali del Modulo in termini di : Conoscenze •Conoscere la struttura fisica di un router •Conoscere la configurazione software di un router Contenuti •Architettura hardware di un router •Configurazione di un router Conoscenze Competenze Identificare correttamente le componenti HW di un Comprendere come l'uso di un router; router possa risolvere i Impostare i principali problemi di internetworking parametri di configurazione di un router; Modulo n. 2 : Il routing: protocolli ed algoritmi Obiettivi generali del Modulo in termini di : Conoscenze Conoscere le problematiche connesse all'instradamento Conoscere il concetto di instradamento diretto ed indiretto Saper interpretare una tabela di routing Conoscere la differenza tra routing statico e dinamico Conoscere le problematiche essenziali relative al Conoscere le tipologie degli algoritmi statici Routing ed ai protocolli per la relativa gestione Contenuti  Fondamenti di routing Routing statico e dinamico Reti , alberi e grafi Algoritmi di routing statici Algoritmi di routing statici Saper configurare semplici reti interconnesse mediante router attraverso programmi di simulazione; Modulo n. 3 : Lo strato di trasporto Obiettivi generali del Modulo in termini di : Conoscenze Conoscere i principi che sono alla base dei servizi del livello di trasporto Conoscere i protocolli del livello di trasporto Contenuti Servizi e funzioni dello strato di trasporto Il protocollo UDP Il protocollo TCP Problematiche di connessione e congestione Modulo n. 4 : Lo strato di applicazione Obiettivi generali del Modulo in termini di : Conoscenze Conoscere il concetto di applicazione di rete Individuare le tipologie di applicazione di rete Avere il concetto di porta e di socket Conoscere l'architettura gerarchica del WEB Contenuti Il livello delle applicazioni Il protocollo Telnet Web e HTTP Trasferimento di File DNS Definire il formato dei Definire ed utilizzare le segmenti UDP e TCP porte ed i socket Conoscere le principali applicazioni di rete Acquisire le modalità di collegamento FTP Analizzare pacchetti HTTP SMTP e POP Utilizzare i comandi telnet Utilizzare i comandi FTP Scrivere semplici applicazioni Web Client Server MATERIA SISTEMI CLASSI V Moduli Modulo n. 1: VLAN – Virtual Local Area Network Obiettivi generali del Modulo in termini di : Conoscenze Conoscenze Competenze Delle modalità di Impostare gli switch della LAN realizzazione di LAN Virtuali per realizzare VLAN La struttura delle VLAN Contenuti •Le Virtual LAN •Il protocollo VTP Modulo n. 2: Tecniche crittografiche per la protezione dei dati Obiettivi generali del Modulo in termini di : Delle principali tecniche crittografiche Attivare certificati digitali Come prevenire attacchi esterni alle reti, Come risolvere problemi legati alla privacy Installare un antivirus Conoscenze La crittografia come strumento di protezione dei dati Contenuti •Principi di crittografia •Crittografia simmetrica •Crittografia asimmetrica •Certificati e firma digitale Modulo n. 3: La sicurezza nelle reti Obiettivi generali del Modulo in termini di : Conoscenze I principali problemi per a sicurezza delle attività nelle reti di trasmissione dati Attivare un Firewall Realizzare reti a dominio Contenuti •La sicurezza nei sistemi informativi •La sicurezza nelle connessioni •La difesa perimetrale •Normativa sulla sicurezza e sulla privacy Modulo n. 4: Wireless e reti mobili Obiettivi generali del Modulo in termini di : Conoscenze Un nuovo tipo di reti: le reti senza fili Contenuti •Comunicare senza fili •Tecnologie trasmissive wireless •Architettura delle reti wireless Delle principali Configurare dispositivi per la problematiche connesse realizzazione di WLAN all'installazione di una WLAN Attivare Server DHCP MATERIA INFORMATICA GESTIONALE Moduli Archivi 1) Caratteristiche degli archivi; 2) Organizzazione fisica ed organizzazione logica degli archivi; 3) Operazioni sugli archivi. Generalità sulle Basi Dati Dati e informazioni. Che cos’è una base dati. Schemi ed istanze Sistemi informativi e informatici. Il modello dei dati. La progettazione di una base dati 1) Le fasi della progettazione di una base dati : progettazione concettuale, logica e fisica Architettura di un DBMS Progettazione Concettuale : Il Modello ER La modellazione dei dati: la progettazione concettuale Il diagramma E/R CLASSI V Obiettivi: Conoscenze Conoscere le tipologie di organizzazione degli archivi; Conoscere le operazioni che possono essere effettuate sugli archivi. Obiettivi: Competenze Saper confrontare le varie tipologie di organizzazione degli archivi; Saper scegliere la tipologia di organizzazione più adatta al tipo di operazioni da effettuare. Conoscere la differenza tra Saper progettare e documentare sistema informativo e sistema un sistema informativo. informatico. Conoscere le tecniche di base per la progettazione di un sistema informativo. Conoscere i principi che determinano la qualità di un sistema informativo Conoscere il concetto di entità, di istanza, di attributo e di attributo chiave. Conoscere il concetto di associazione fra entità e i loro tipi. Conoscere il concetto di grado di un’ associazione. Saper rappresentare entità, attributi ed attributi chiave. Saper rappresentare le associazioni fra entità nei loro diversi tipi. Saper riconoscere il grado di un’associazione Saper riconoscere un diagramma E/R da altri modelli di dati. Saper realizzare autonomamente un qualsiasi esempio di diagramma E/R a partire dalle specifiche date Progettazione Logica : il Modello Relazionale Conoscere il concetto di relazione, di chiave esterna e di vincoli di integrità. Conoscere le regole di trasformazione di un modello ER in schema relazionale; Conoscere le operazioni dell’algebra relazionale Saper definire uno schema di relazione, individuando gli elementi di chiave, di chiave esterna ed i vincoli di integrità. Saper applicare le regole di trasformazione di un modello ER in schema relazionale; Saper svolgere espressioni con le operazioni dell’algebra relazionale Standard SQL Conoscere i fondamenti di un linguaggio di interrogazione; Conoscere la sintassi la semantica per produrre un’interrogazione alla base dati. Saper creare, manutenere ed interrogare un database mediante un linguaggio di interrogazione; Saper utilizzare la corretta sintassi e la semantica necessarie a tradurre un’interrogazione dell’algebra relazionale in codice SQL e viceversa. MICROSOFT ACCESS :Lo sviluppo del Conoscere i fondamentali comandi operativi dell’ambiente di sviluppo dei DBMS Relazionali MS ACCESS per la creazione del db, delle tabelle, delle relazioni tra tabelle, dei vincoli di integrità, delle query, delle maschere e di report Utilizzare i fondamentali comandi operativi dell’ambiente di sviluppo dei DBMS Relazionali MS ACCESS per la creazione del db, delle tabelle, delle relazioni tra tabelle, dei vincoli di integrità, delle query, delle maschere e di report 1) La modellazione dei dati: la progettazione logica 2) Le relazioni 3) I vincoli di integrità 4) Dal diagramma E/R allo schema relazionale 5) Le operazioni relazionali 6) Cenni sulla normalizzazione Un linguaggio di interrogazione per le base di dati relazionali Identificatori e tipi di dati Istruzioni del DDL di SQL: creazione tabelle, modifica dello schema, istruzione Select Istruzioni del DML di SQL: modifica dei dati progetto informatico Creazione di un database Le tabelle : creazione tabella in visualizzazione struttura Le relazioni Le query: visualizzazione struttura e creazione guidata Le maschere: creazione guidata I report: creazione guidata I sistemi informativi aziendali nell’era di Internet 1) L’azienda e le sue risorse 2) Il sistema informativo ed il sistema informatico 3) Le tipologie dei sistemi informativi 4) Intranet ed Extranet 5) Internet e l’azienda 6) Il commercio elettronico Conoscere gli elementi fondamentali di un’organizzazione aziendale quali risorse, processi. Conoscere le tipologie dei sistemi informativi di un’organizzazione aziendale; Conoscere il rapporto tra l’azienda e la rete informatica ed in particolare il meccanismo del commercio elettronico Saper definire e distinguere gli elementi fondamentali di un’organizzazione aziendale quali risorse, processi. Saper distinguere le diverse tipologie dei sistemi informativi di un’organizzazione aziendale; Saper riconoscere il meccanismo del commercio elettronico