Il software rappresenta il cuore pulsante del mondo digitale in cui viviamo, fungendo da intermediario critico tra l’hardware dei nostri dispositivi e le nostre interazioni quotidiane con la tecnologia. In termini semplici, il software è un insieme di istruzioni, dati e programmi utilizzati per far funzionare computer e dispositivi elettronici.

Esso abilita tutto, dalla gestione delle funzionalità di base di un dispositivo, come avviare il sistema operativo o controllare l’efficienza energetica e la capacità di creare schermi sottili, fino a compiti più complessi come l’esecuzione di applicazioni avanzate, il trattamento di dati massivi o l’interazione con l’internet delle cose (IoT). Segmentato in software di sistema, che aiuta a far funzionare il hardware e i software applicativi, che sono progettati per aiutare l’utente a eseguire compiti specifici, questo strumento digitale essenziale continua ad evolversi, offrendo soluzioni sempre più sofisticate e personalizzate per soddisfare una vasta gamma di esigenze umane.

Quando si discute di software applicativi e software di sistema, è importante capire che i termini possono a volte portare a confusione poiché sono usati in modi leggermente diversi a seconda del contesto. Tuttavia, cercherò di delineare le differenze principali facendo riferimento ai contesti più comuni in cui questi termini sono impiegati.

Il software di sistema è una categoria ampia che include tutti i programmi necessari per far funzionare e gestire i sistemi di calcolo a un livello basilare. Questo include il sistema operativo (OS) — che è probabilmente l’esempio più noto di software di sistema — driver di dispositivi, strumenti di diagnostica, server, utility, e il software necessario per controllare l’hardware specifico utilizzato da computer e dispositivi connessi. L’obiettivo principale del software di sistema è fungere da ponte tra l’hardware e l’utente/applicazioni, facilitando l’interazione e garantendo che i software applicativi possano funzionare correttamente.

Il software applicativo invece  è progettato per risolvere problemi specifici o eseguire attività particolari richieste dagli utenti. Contrariamente al software di sistema, il software applicativo non è coinvolto direttamente nella gestione dell’hardware. Gli scopi principali del software applicativo sono:

• Risolvere problemi specifici: Fornisce funzionalità e strumenti specifici per svolgere compiti particolari, come fogli di calcolo, elaboratori di testi, software di grafica, browser web, giochi, ecc.
• Migliorare la produttività: Aiuta gli utenti a svolgere attività quotidiane e professionali in modo più efficiente e organizzato.

I principali tipi di software applicativo sono:

• elaboratori di testi
• fogli elettronici
• applicazioni di presentazione
• database
• browser
• posta elettronica
• reti sociali
• elaborazione multimediale
• videogiochi

Il termine app è una forma abbreviata di “applicazione” e si riferisce a programmi software progettati per eseguire funzioni specifiche su dispositivi informatici come smartphone, tablet, computer e altri dispositivi digitali. Le app sono concepite per soddisfare esigenze specifiche degli utenti e offrono una vasta gamma di funzionalità, che vanno dall’intrattenimento e la produttività alle comunicazioni e molto altro.

Sistema operativo 

Un sistema operativo (OS = Operating System) è il software di sistema fondamentale che gestisce il hardware e le risorse software di un computer, offrendo una piattaforma su cui possono essere eseguite applicazioni e programmi. Esso agisce come un intermediario tra l’utente del computer e l’hardware del computer, garantendo che le richieste degli utenti, come l’esecuzione di un programma o l’accesso a un file, siano soddisfatte efficacemente e in sicurezza.

Il sistema operativo ha vari compiti fondamentali. Primo fra tutti, gestisce la CPU (Central Processing Unit), la memoria e i dispositivi di archiviazione, attribuendo loro priorità e assicurando che ogni programma riceva le risorse necessarie per funzionare correttamente. Inoltre, organizza i file nelle unità di archiviazione, controlla l’accesso sicuro alle informazioni e alle risorse del sistema, e fornisce interfacce utente, come le interfacce grafiche (GUI), che consentono agli utenti di interagire in modo intuitivo con i computer.

I sistemi operativi possono variare ampiamente a seconda del tipo di dispositivo e dell’utilizzo previsto. Per esempio, i sistemi operativi per dispositivi mobili, come Android e iOS, sono progettati per ottimizzare l’efficienza energetica e massimizzare l’usabilità su schermi tattili. D’altra parte, i sistemi operativi per computer desktop e laptop, come Windows, macOS e Linux, sono progettati per offrire capacità multitasking avanzate, supporto per una vasta gamma di software applicativi e funzionalità per l’operatività aziendale e personale.

Compiti principali

Gestione dell’hardware 

Il compito di gestione dell’hardware è uno dei ruoli fondamentali del sistema operativo (OS) in un ambiente informatico. Tale gestione è cruciale per assicurare che l’hardware del computer sia utilizzato in modo efficiente e correttamente coordinato, permettendo alle applicazioni di eseguire i loro compiti senza problemi.

Il sistema operativo è responsabile della gestione della CPU (Central Processing Unit), ovvero il cuore computazionale del computer. Il compito principale in questo ambito è il “scheduling” dei processi o dei thread, ossia decidere quale processo deve essere eseguito dalla CPU e per quanto tempo. Questo assicura che tutti i processi ricevano un’adeguata quantità di tempo di esecuzione, ottimizzando così le prestazioni e la reattività del sistema.  Il sistema operativo crea un’’immagine astratta dell’hardware nei sistemi operativi offre una rappresentazione concettuale delle risorse fisiche del computer, permettendo una gestione efficiente e standardizzata attraverso un’interfaccia software. Inoltre il sistema operativo permette inoltre la portabilità del software che può essere progettato per essere eseguito su sistemi hardware differenti.

La memoria è una risorsa critica che il sistema operativo deve gestire con cura. Questo include la memoria RAM (Random Access Memory), usata per conservare temporaneamente i dati dei programmi in esecuzione. Il sistema operativo si occupa della memorizzazione e recupero dei dati dalla RAM, dell’allocazione della memoria per ogni processo e della protezione dello spazio di memoria di ogni processo per evitare conflitti e malfunzionamenti.

Il sistema operativo deve anche gestire le interazioni con le periferiche hardware, come tastiere, mouse, stampanti, dischi rigidi, schede grafiche e molto altro. Questo viene eseguito tramite i driver di dispositivo, che sono programmi specifici che traducono le istruzioni tra il sistema operativo e l’hardware. Pertanto, l’OS deve assicurare che i driver corretti siano installati e funzionanti correttamente per garantire la comunicazione con l’hardware.

Il sistema operativo gestisce la memorizzazione dei dati su dispositivi di archiviazione, come dischi rigidi, SSD o unità flash. Questo coinvolge l’organizzazione dei dati in file e cartelle in un file system, controllando come i dati sono scritti, letti, e cancellati, e assicurando l’integrità dei dati attraverso metodologie di accesso e permissioni specifiche.

Gestione Applicazioni Utente

La gestione delle applicazioni utente da parte di un sistema operativo (OS) è un’altra componente cruciale che assicura non solo un’efficienza operativa ottimale ma anche la sicurezza e la stabilità complessiva del sistema. Questo aspetto comprende una serie di funzioni e servizi forniti dall’OS per facilitare l’installazione, l’esecuzione, il monitoraggio e la disinstallazione delle applicazioni. 

Interfaccia

Il sistema operativo (OS) svolge il ruolo critico di interfaccia tra l’utente (e le applicazioni utente) e l’hardware del computer. Questo ruolo è fondamentale per vari motivi, che facilitano l’uso del computer rendendolo accessibile, efficiente e sicuro. 

All’interno del vasto panorama dei sistemi operativi, le interfacce rivestono un ruolo di fondamentale importanza, plasmando la modalità con cui gli utenti interagiscono con il sistema. La Command Line Interface (CLI) emerge come una modalità testuale, richiedendo agli utenti di impartire istruzioni attraverso comandi specifici. Questo approccio, sebbene possa sembrare più complesso inizialmente, offre una notevole efficienza e precisione per gli utenti esperti.

Dall’altro lato, le Graphical User Interfaces (GUI) forniscono un’esperienza visuale e intuitiva, con l’utilizzo di icone, finestre e dispositivi di puntamento come il mouse. Questo rende la GUI più accessibile a un vasto pubblico, in particolare a coloro che potrebbero non essere familiari con l’ambiente operativo.

Negli ultimi anni, le Voice User Interfaces (VUI) hanno introdotto un nuovo paradigma, consentendo agli utenti di interagire vocalmente con il sistema. Questa modalità offre un’esperienza hands-free e può essere particolarmente utile in situazioni in cui l’input testuale o visuale è limitato.

Le Natural User Interfaces (NUI) rappresentano un ulteriore passo avanti, integrando gesti, movimenti e persino il riconoscimento facciale nell’esperienza di interazione. Questa approccio mira a rendere l’interazione con il sistema più naturale e intuitiva, abbattendo barriere per gli utenti meno tecnologicamente esperti.

La diversificazione delle interfacce nei sistemi operativi testimonia dell’incessante ricerca di soluzioni che si adattino alle preferenze e alle esigenze degli utenti, offrendo un’ampia gamma di opzioni per una fruizione più personalizzata e accessibile della tecnologia.

Sicurezza

Funzionando come interfaccia, l’OS implementa varie misure di sicurezza per proteggere le informazioni e le risorse del sistema da accessi non autorizzati o software dannoso. Questo include la gestione degli account utente con diversi livelli di accesso, l’implementazione di firewall e la supervisione dell’esecuzione delle applicazioni in modi che minimizzino i rischi per il sistema.

Storia

La storia dei sistemi operativi, da metà del XX secolo fino ad oggi, è una testimonianza dell’evoluzione tecnologica e dell’adattabilità umana. Questo viaggio inizia nelle primordiali sale macchine dove ingombranti computer eseguivano programmi da carte perforate.

Sistemi batch

Nei primi anni ’50 e ’60, l’elaborazione dei dati attraverso computer avveniva tramite sistemi batch. Il metodo batch permetteva l’elaborazione sequenziale di lavori, raccolti in lotti o gruppi di compiti. Gli utenti preparavano i loro programmi e dati su carte perforate o nastri e li consegnavano agli operatori che li inserivano nel computer. Il computer quindi elaborava un “lavoro” alla volta, producendo risultati che venivano poi restituiti agli utenti.

Questa modalità di esecuzione non prevedeva l’interazione in tempo reale, portando spesso a tempi di attesa lunghi e inefficienze nel caso si verificassero errori, che richiedevano la rielaborazione dell’intero batch.

Transizione verso i sistemi interattivi

Alla fine degli anni ’60 inizia il passaggio verso sistemi operativi in grado di supportare l’elaborazione interattiva. Questo cambiamento fu stimolato da un bisogno crescente di interattività e per ridurre i lunghi tempi di attesa associati ai sistemi batch. La tecnologia dei dischi magnetici e lo sviluppo di tecniche di accesso diretto ai file permisero agli utenti di avviare e gestire le proprie sessioni di lavoro, segnando così l’inizio del declino dell’elaborazione batch tradizionale.

Sistemi multitasking

L’introduzione dei sistemi operativi multitasking nei primi anni ’70 fu una rivoluzione. Invece di eseguire un unico lavoro per volta, i sistemi multitasking potevano gestire molteplici processi in parallelo. Grazie a miglioramenti nell’architettura dei computer e all’introduzione di algoritmi più sofisticati di schedulazione dei processi, questi sistemi potevano alternare rapidamente l’esecuzione dei compiti, dando l’impressione che avvenissero simultaneamente.

Il multitasking segnò il passo verso un modo di lavorare più dinamico e efficiente, aprendo la strada a modelli multitasking più avanzati come il multitasking preemptive. Con il multitasking preemptive, il sistema operativo ha il controllo totale sull’ordine di esecuzione dei processi e può interrompere un processo a favore di uno più prioritario.

Con l’introduzione di interfacce grafiche e l’ubiquità dei personal computer negli anni ’80 e ’90, il multitasking divenne una caratteristica fondamentale nell’esperienza utente, consentendo di passare velocemente da un’applicazione all’altra e aumentando la produttività personale e professionale.

I sistemi operativi moderni supportano un multitasking ancora più avanzato e sofisticato, gestendo risorse a livello granulare per ottimizzare prestazioni e rispondenza del sistema. La virtualizzazione e i concetti di parallelismo e processi distribuiti continuano a sfidare i confini dei sistemi operativi consentendo all’hardware di servire più utenti simultaneamente e con maggior efficienza.

Dal singolo esecutore dei sistemi batch alla orchestrazione sofisticata dei sistemi multitasking, i sistemi operativi hanno continuato a evolversi per soddisfare le esigenze in continua crescita dell’uso dei computer nella vita quotidiana e professionale.

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