IL SISTEMA OPERATIVO
•Corso per la sessione riservata di abilitazione (O.M. 33/00)
•Classe di concorso A042
•ITIS Badoni - Lecco
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OBIETTIVI SPECIFICI
Al termine di questa lezione l’alunno dovrà essere in grado di:
 Spiegare in termini funzionali il software di base di un sistema di elaborazione
Al termine di questa lezione l’alunno dovrà possedere le seguenti conoscenze:
 Conoscere i principali comandi del Sistema Operativo in dotazione
 Conoscere la struttura della direttrice di un disco
 Conoscere i principali sistemi operativi
e dovrà aver acquisito le seguenti abilità:
 Saper utilizzare i programmi del Sistema Operativo per produrre documenti
 Saper catalogare i file memorizzati su disco
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FUNZIONAMENTO DEL PC - fase 1
•
•
•
•
•
Si svolge in quattro fasi:
Caricamento del programma
– le istruzioni vengono trasferite dalle memorie magnetiche (o memorie di
massa) alla RAM
Caricamento dei dati
– i dati vengono trasferiti dalla tastiera o dalle memorie di massa alla RAM
Elaborazione dei dati
– la CPU legge le istruzioni dalla RAM e le esegue sui dati contenuti
anch’essi nella RAM
Output
– la CPU invia i risultati al monitor o ad altre periferiche di output
(stampanti, dischetti,…)
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FUNZIONAMENTO DEL PC - fase 2
• Il computer è programmabile: come fa a funzionare prima di aver
caricato il programma?
• In altre parole, chi gestisce le fasi di passaggio tra i dati in ingresso e
quelli in uscita?
• Queste operazioni (input/output di base) vengono gestite da un
programma particolare, detto sistema operativo
• Questo programma è l’unico che non dovete caricare voi, perché si
carica da sé durante la fase di bootstrap e rimane sempre presente in
memoria
• Sono sistemi operativi (o “ambienti”) il DOS, lo UNIX, l’OS/2, il
LINUX,… e Windows
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IL SISTEMA OPERATIVO
• Il sistema operativo è responsabile della gestione delle risorse del
calcolatore, e in particolare di come queste vadano allocate alle
applicazioni
– Ad esempio, il sistema operativo fornisce una operazione per eseguire
applicazioni
– L’esecuzione di un’applicazione richiede lo svolgimento delle seguenti
attività
• Individuazione del programma (memorizzato su disco) e delle risorse
necessarie per la sua esecuzione (ad esempio, una certa quantità di memoria
principale)
• Allocazione delle risorse e caricamento del programma in memoria principale
• Avvio del programma
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MODELLO A BUCCIA DI CIPOLLA DI UN
SISTEMA OPERATIVO
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MACCHINE VIRTUALI
• La struttura di un sistema operativo può essere descritta a livelli
– Ciascun livello permette di vedere il calcolatore come una diversa
macchina virtuale
– Ogni macchina virtuale è caratterizzata da un insieme di operazioni
– Le macchine virtuali sono via via più astratte – ovvero sanno eseguire un
insieme di operazioni il cui significato è sempre più vicino alla logica
dell’utente e più lontano dalla logica del calcolatore come dispositivo
elettronico
– Ciascuna operazione di una macchina virtuale è definita in termini di
operazioni della macchina virtuale immediatamente sottostante
– Ogni macchina virtuale è dedicata alla gestione di una diversa risorsa del
calcolatore
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NUCLEO
• Il nucleo del sistema operativo (o gestore dei processi) è responsabile
della gestione della risorsa unità di elaborazione (processore)
– Sotto il nucleo esiste fisicamente una sola unità di elaborazione (quindi il
calcolatore potrebbe svolgere un solo programma alla volta)
– Il nucleo ha (tra l’altro) lo scopo di definire tante unità di elaborazione
virtuali, una per ogni programma che si vuole eseguire
• Ciascun programma ha l’impressione di essere l’unico programma eseguito
dal calcolatore
• Il nucleo ripartisce la capacità di elaborazione reale tra le tante unità di
elaborazione virtuali
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GESTORE DELLA MEMORIA
• Il gestore della memoria ha lo scopo di consentire una allocazione
dinamica della memoria centrale ai programmi in esecuzione
– A ciascun programma viene allocata una area di memoria virtuale
– Il gestore della memoria definisce la corrispondenza tra le memorie
virtuali e l’unica memoria reale
– La dimensione della memoria virtuale può essere maggiore di quella reale
• I dati possono essere parcheggiate temporaneamente nella memoria
secondaria
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GESTORE DELLE PERIFERICHE
• Il gestore delle periferiche ha il ruolo di adattare la modalità d’uso
delle singole periferiche (che possono essere estremamente diverse) a
quello di poche tipologie di periferiche virtuali
– Ad esempio, un programma può usare una stampante senza conoscere i
dettagli precisi di funzionamento della stampante fisicamente disponibile
– Un driver è un adattatore di dati dal formato virtuale (generico) usato
sopra il gestore delle periferiche a quello reale della periferica
effettivamente in uso
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GESTORE DEI FILE
• Il gestore dei file (o file system) è dedicato alla gestione della memoria
secondaria (dischi)
– I dischi sono fisicamente organizzati in cilindri, tracce e settori, di
capacità fissate
– Sopra il gestore dei file la memoria secondaria è organizzata in file e
cartelle
• Un file è una sequenza di dati di dimensioni variabili, con accesso sequenziale
oppure casuale
• Una cartella (o direttorio) è il contenitore di un insieme di file e cartelle
– Sopra il gestore dei file tutte le periferiche sono considerate dei file, da cui
è possibile leggere e/o su cui è possibile scrivere sequenze di dati
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INTERPRETE COMANDI
• L’interprete comandi è il livello dell’interfaccia utente del sistema
operativo
– Definisce le operazioni che sono utilizza bili direttamente dall’utente
finale, chiamate comandi
– Esempi di comandi sono
• Esecuzione di una applicazione
• Apertura di un documento (eseguendo l’applicazione responsabile della
manipolazione di quel tipo di documento)
– Il sistema operativo comprende anche un numeroso insieme di programmi
di utilità per l’amministrazione delle risorse e la configurazione del
sistema
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IL FILE SYSTEM
•
Fino a qui ci siamo occupati di descrivere la struttura fisica del sistema di
memorizzazione, cioè il modo in cui il PC vede le informazioni memorizzate
•
Dobbiamo ora descriverne quella logica, cioè il modo in cui l’utente vede le
informazioni memorizzate
•
Il concetto fondamentale è quello di file (archivio)
•
Il file è un insieme di informazioni che dal punto di vista logico costituiscono
un tutto unico e che pertanto vengono memorizzate con un unico nome
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IL FILE SYSTEM
• Ad esempio:
– il testo della tesi di laurea
– i dati della tesina
– una pagina web
• Il file system è l’insieme delle convenzioni adottate per catalogare i
file su disco
• Il file system determina:
– la struttura dei nomi di file: quali nomi sono validi e quali no
– il loro raggruppamento in cataloghi e sottocataloghi (directory e
sottodirectory, cartelle e sottocartelle)
• La possibilità di raggruppare i file in sottoelenchi è essenziale: se sul
PC ci fosse un’unica lista...
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IL FILE SYSTEM
• Il file system determina quali operazioni dobbiamo fare per capire se
su un determinato disco (“nel computer”) ci sono i dati e i programmi
che ci servono
• Dobbiamo studiare almeno due file system:
– quello del DOS
– quello di Windows 95/98
• Questo per (almeno) due motivi:
– perché il secondo si basa sul primo
– perché alcuni programmi che utilizziamo adottano ancora il primo
(sono cioè, come si dice, “applicazioni DOS”, e non “applicazioni
Windows”)
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IL FILE SYSTEM del DOS
• Il DOS (Disk Operating System) sistema operativo dei primi PC IBM,
applicava le seguenti convenzioni (che in parte si sono tramandate a
Windows)
• I file sono identificati da due elementi:
– nomefile.ext
• dove:
– nomefile è il nome (in senso stretto) del file, composto da un
massimo di 8 caratteri, che possono essere lettere, cifre, e i
caratteri:{ } _ ^ $ ˜ ! # % & - ( ) @ ‘
– ext è l’estensione, facoltativa e composta da un massimo di 3
caratteri (come sopra)
– il sistema non fa differenza fra lettere maiuscole e minuscole
(invece UNIX, su cui si basa Internet, sì…)
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IL FILE SYSTEM del DOS
• Il nome serve all’utente per ricordare cosa ha messo nel file (es.:
tesina, lettera, rapporto,…)
• L’estensione individua il tipo di informazione contenuta nel file
• Ad esempio:
– i file .EXE e .COM sono file di programma, cioè contengono
istruzioni in linguaggio macchina
– i file .BAT sono file di comandi, cioè contengono istruzioni
interpretabili dal sistema operativo
– i file .SYS sono file di sistema (informazioni sulla configurazione
della macchina; es: il mouse...)
– i file .TXT e .PRN sono file di testo ASCII
– ecc.
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IL FILE SYSTEM del DOS
• I file sono raggruppati in elenchi (directory) e sottoelenchi
(sottodirectory) con una struttura gerarchica ad albero
• Ogni disco contiene almeno un elenco, quello principale, detto
directory radice
• La directory radice può contenere file o altri elenchi (directory) e così
via ad libitum
• Il path (percorso) è la successione ordinata dei nomi degli elenchi nei
quali è contenuto un file, separati dal carattere \
• Ad esempio, se il file PIPPO.TXT è contenuto nella sottodirectory
TESTI della sottodirectory CASA della directory radice, il suo
percorso è:
– C:\CASA\TESTI\
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IL FILE SYSTEM del DOS
• La struttura di directory può essere rappresentata graficamente
mediante un albero:
C:\
i 3 file di sistema (sempre presenti!)
AUTOEXEC.BAT
COMMAND.COM
CONFIG.SYS
TESTI
TESINA.TXT
LETTERA.DOC
DATI
TESINA.FIT
MFIT286.EXE
CASA
TESTI
PIPPO.TXT
TESINA.TXT
Due file con lo stesso nome ma
con estensione diversa:
contengono informazioni di tipo
diverso (testi e dati Microfit)
possiamo dare lo stesso nome e
estensione a due file diversi se li
mettiamo in directory diverse;
questi file hanno cioè path diversi:
C:\TESTI\TESINA.TXT
C:\CASA\TESTI\TESINA.TXT
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IL FILE SYSTEM del DOS
•
La struttura delle directory è quella di un albero genealogico
•
Si parla quindi di directory madre (parent) e figlia (child)
•
La directory radice è il capostipite
•
Da ogni livello (generazione) di directory posso vedere solo gli oggetti (file e
directory) contenuti nel livello inferiore (i discendenti diretti)
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IL FILE SYSTEM del DOS
• Ultima caratteristica saliente del DOS: utilizza un’interfaccia a
caratteri di testo
• Questo vuol dire che il contenuto del disco (“del PC”) viene
visualizzato attraverso una serie di “elenchi del telefono”
• All’apertura il PC DOS non ci fornisce alcuna indicazione su:
– numero di dischi
• hard disk, floppy, cd...
– contenuto dei dischi
• programmi
• dati
• Vediamo solo una cosa del genere:
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IL FILE SYSTEM del DOS
•
•
•
Questa scritta ci “informa” del fatto che qualsiasi cosa faremo la faremo
sull’unità C: (il disco rigido) e in particolare nella sua directory radice \
Qualsiasi informazione vogliamo dobbiamo sollecitarla scrivendo dei comandi
sullo schermo e premendo Invio
Ad esempio, per conoscere il contenuto della directory radice dobbiamo
scrivere il comando DIR e premere Invio
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IL FILE SYSTEM del DOS
nome
ext
dir dimensioni data
ora
Il PC DOS risponde con una
schermata come quella qui accanto,
che riporta i nomi dei file e delle
directory di C:\, con dimensioni...
Ci sono diversi aspetti antipatici...
Ad esempio, il DOS ci informa che i file presenti sono 42, ma ce ne fa vedere solo 16
perché la lista scorre verso l’alto (scrolling) mentre viene visualizzata…
Noi non possiamo tornare indietro facendo scorrere la lista verso il basso!
Molti nomi sono misteriosi e non abbiamo alcuna indicazione su cosa sia contenuto nei
relativi file: dati? Programmi?
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IL FILE SYSTEM del DOS
• Windows 95 introduce una serie di utili perfezionamenti (molti dei
quali derivati dal sistema Macintosh)
• Il file system di Windows 95/98/NT prevede che:
– Il nome dei file si compone di due parti: nomefile.ext (come nel
DOS)
– Il nomefile può essere lungo fino a 255 caratteri, inclusi gli spazi,
ma non deve contenere i seguenti caratteri: \ / : * ? " < > |
– Il sistema non distingue fra maiuscole e minuscole
– I file possono essere raggruppati in contenitori (logici) detti
“cartelle” (folder), analoghi alle directory del DOS
• Queste modifiche non sono eclatanti; la vera rivoluzione sta nel fatto
che Windows ha un’interfaccia grafica
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IL FILE SYSTEM di WINDOWS 95/98
• Windows 95/98 usa una GUI (Graphic User Interface) per dialogare
con l’utente
• In una GUI:
– gli oggetti non sono rappresentati mediante righe di testo (come
nelle schermate DOS), ma mediante immagini
– l’utente non dialoga con il sistema utilizzando un linguaggio di
comandi (scrivendo delle parole sullo schermo e premendo Invio)
ma tramite il mouse (puntando oggetti e facendo clic)
• In particolare, i file e le cartelle sono rappresentati mediante particolari
immagini dette “icone”
• File di tipo (estensione) diverso vengono visualizzati con una diversa
icona
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IL FILE SYSTEM di WINDOWS 95/98
• Impariamo subito a riconoscere i tipi di file:
• .txt, file ASCII (documento di testo)
• .prn, file ASCII (documento di testo)
• .bmp, file bitmap (grafico)
• .html, pagina web (documento HTML)
• .doc, documento Word
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IL FILE SYSTEM di WINDOWS 95/98
• .xls, foglio di lavoro Excel (dati)
• .fit, file Microfit (dati)
• .wav, file wave (audio)
• .jpeg (immagine Internet)
• (alcune di queste icone non sono standard: ad esempio, i file .jpeg
potrebbero avere una diversa “figurina” sul vostro sistema…)
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IL FILE SYSTEM di WINDOWS 95/98
•
Alcune estensioni identificano non dati ma programmi (usare con cautela):
•
.bat, file batch (comandi DOS)
•
.exe, file eseguibile (linguaggio macchina)
•
.exe, programma di installazione
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IL FILE SYSTEM di WINDOWS 95/98
• Anche le cartelle (directory, folder) sono contraddistinte da un’icona
particolare
• Mentre in DOS le directory sono individuate dalla scritta <DIR>
• in Windows 95/98/NT sono rappresentate dall’icona della cartella:
• Quando vedete questa icona sapete che “al suo interno” (poi vediamo
come ci si “entra”) potrebbero essere contenuti altri file...
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IL FILE SYSTEM di WINDOWS 95/98
• La seconda caratteristica di Windows 95 è che il dialogo col sistema
non avviene mediante un linguaggio di comandi, ma tramite dispositivi
di puntamento degli oggetti grafici (icone) posti sullo schermo (mouse,
trackball, touchpad,…)
• Vediamo cosa devo fare in DOS e in Windows 95 se voglio conoscere
il contenuto del mio hard disk
• In DOS, arrivato alla schermata nera, devo scrivere DIR
• e premere <Invio>: ottengo in risposta una lista pressoché
incomprensibile come quella vista in precedenza
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IL FILE SYSTEM di WINDOWS 95/98
In Win 95 mi trovo di
fronte uno
schermo più o
meno pieno di
oggetti, alcuni dei
quali sono sempre
presenti e hanno
un significato
speciale.
Uno di questi è
“Risorse del
computer”, in
alto a sinistra
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IL FILE SYSTEM di WINDOWS 95/98
• Se mi porto col mouse sopra le “Risorse “
e faccio doppio clic (sinistro) si apre una
finestra (window) nella quale vengono
elencate le risorse a disposizione:
– i dischi (A:, C:, D:, E:, F:,…)
– la cartella stampanti, che elenca le
stampanti connesse al PC
– il Pannello di controllo,
– l’Accesso remoto
• N.B.: queste sono le risorse del mio PC:
sul vostro vedrete forse altri oggetti, ma
avrete sicuramente un disco rigido C:, un
floppy A:, le stampanti, il pannello di
controllo...
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IL FILE SYSTEM di WINDOWS 95/98
La finestra
aprendosi
nasconde in
parte il
contenuto della
scrivania, ma in
generale
continuerò a
vedere almeno
parte degli altri
oggetti (mentre
in DOS ogni
schermata
annulla la
precedente…)
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IL FILE SYSTEM di WINDOWS 95/98
• A questo punto per vedere il contenuto del
disco C: devo portarmi sulla sua icona e fare
ancora una volta doppio clic: si aprirà una
finestra come quella qui accanto, la quale
contiene le stesse informazioni che il DOS ci
presentava nel modo seguente:
• Anche con Win95 vedo solo una parte del
contenuto del disco, per cui sembrerebbe che,
a parte i disegnini, il sistema non offra molto
più del DOS
• In realtà Win95 offre degli strumenti molto
pratici per saperne di più…
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IL FILE SYSTEM di WINDOWS 95/98
Innanzitutto,
posso
ingrandire la
finestra, che
ora occupa
solo una
porzione
dello
schermo. Per
fare questo
posso
utilizzare uno
dei tre bottoni
posti nel lato
superiore
destro della
finestra...
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IL FILE SYSTEM di WINDOWS 95/98
•
La finestra di ogni cartella contiene elementi standard che rendono immediato
visualizzare le informazioni desiderate
Barra del titolo
Barra di stato
Barra dei menù
Pulsanti di minimizzazione,
ridimensionamento e chiusura
Pulsanti di scorrimento
inferiore e laterale
Barre di scorrimento
inferiore e laterale
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IL FILE SYSTEM di WINDOWS 95/98
• Nel nostro caso, per saperne di più può essere utile visualizzare la
finestra a tutto schermo
• A questo scopo premiamo il pulsante centrale dei tre posti in alto a
destra:
minimizzazione tutto schermo chiusura
• premere” il pulsante significa portarsi su di esso col puntatore del
mouse e fare un solo clic (non due, come per aprire la cartella)
• Se lo facciamo, lo schermo del nostro PC apparirà più o meno nel
modo seguente:
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IL FILE SYSTEM di WINDOWS 95/98
La finestra di C:
occupa ora
tutto lo
schermo;
tuttavia anche
in questo modo
visualizzo solo
una parte degli
82 oggetti
presenti; per
vederli tutti
posso operare
nel modo
seguente...
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IL FILE SYSTEM di WINDOWS 95/98
Una possibilità
consiste nello
scegliere “Icone
piccole” dal
menù
Visualizza: mi
porto col mouse
sulla parola
Visualizza,
faccio clic, si
apre la tendina,
seleziono “Icone
piccole”
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IL FILE SYSTEM di WINDOWS 95/98
In questo modo
visualizzo molti
più oggetti, ma
non tutti (come
segnalato dalla
barra di
scorrimento
laterale). Posso
allora servirmi
dei pulsanti di
scorrimento.
Un’altra opzione
utile è “Dettagli”
40
IL FILE SYSTEM di WINDOWS 95/98
barra di ordinamento
In “Dettagli”
visualizzo più
informazioni e
soprattutto
posso ordinarle
premendo sulle
linguette della
barra di
ordinamento.
Ad esempio, per
visualizzare i
file in ordine di
creazione premo
“Modificato”
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IL FILE SYSTEM di WINDOWS 95/98
Cartelle e file
vengono ora
visualizzate
in ordine
cronologico
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IL FILE SYSTEM di WINDOWS 95/98
• Naturalmente vedere cosa c’è nel disco è solo un primo passo
• Devo anche poter effettuare i seguenti compiti:
– trasferire i file (o le cartelle) da una cartella (o da un disco) all’altra
– creare eventualmente nuove cartelle
– eliminare file o cartelle inutili
– avviare programmi
• In Windows 95 questi compiti vengono svolti seguendo alcune
semplici regole relativamente standard
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IL FILE SYSTEM di WINDOWS 95/98
• Le principali regole standard sono:
• Select, then do:
– prima seleziona col mouse gli oggetti che ti interessano, poi
comunica al sistema cosa vuoi farci utilizzando i menù
• Drag and drop
– trascina e lascia cadere: per spostare gli oggetti (ad es., i file) da
una parte all’altra, prima selezionali, poi, tenendo premuto il
pulsante sinistro del mouse, “trascinali” nella nuova posizione,
quindi “lasciali cadere” (lasciando il pulsante del mouse)
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IL FILE SYSTEM di WINDOWS 95/98
• Doppio clic:
– per avviare un programma, fai doppio clic o sull’icona del
programma, o sull’icona di un documento creato con quel
programma
• Clic destro:
– per agire su un determinato oggetto (file, cartella,…) selezionalo
con un clic del pulsante destro del mouse: vedrai apparire un menù
di opzioni che ti permetteranno di effettuare le operazioni più utili
sull’oggetto in questione
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IL FILE SYSTEM di WINDOWS 95/98
• Menù Start
– se vuoi sapere quanti programmi sono installati sul tuo
PC, premi il bottone Start (Avvio) e seleziona
“Programmi”: vedrai una lista di tutti i programmi
disponibili accorpati in gruppi
• Queste, ed altre regole di Windows 95/98 vengono
illustrate durante le esercitazioni di laboratorio
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