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Sistemi Operativi di Rete1
1.
Introduzione ai sistemi operativi di rete1 (Dino Grendene – IAL FVG – 20042009) 1 Corso: Introduzione ai sistemi operativi di rete A cura di Dino Grendene
2.
Introduzione ai sistemi operativi di rete2 (Dino Grendene – IAL FVG – 20042009) 1 Introduzione ai sistemi operativi di rete Fondamenti sui Sistemi Operativi
3.
(Dino Grendene – IAL FVG – 20042009)3 Introduzione ai sistemi operativi di rete 1 Fondamenti sui Sistemi Operativi Perché serve un sistema operativo
Tipologie di sistemi operativi Principali sistemi operativi per PC Caratteristiche dei sistemi operativi di rete
4.
(Dino Grendene – IAL FVG – 20042009)4 Introduzione ai sistemi operativi di rete 1 Perché serve un sistema operativo Interfaccia tra hardware e utente
Controllo del processore Gestione della memoria Controllo della memorizzazione Controllo delle periferiche
5.
(Dino Grendene – IAL FVG – 20042009)5 Introduzione ai sistemi operativi di rete 1 schema funzionale di un generico sistema operativo: Servizi richiesti dall’utente Hardware firmware Livello utente Livello nucleo Livello hardware Interfaccia utente (dal nucleo verso l’esterno) Gestore File System Gestore dispos. I/O Gestore memoria Gestore processi Gestore Processori Perché serve un sistema operativo
6.
(Dino Grendene – IAL FVG – 20042009)6 Introduzione ai sistemi operativi di rete 1 Gestore dei processori Assegna le risorse del processore (o dei processori) ai programmi in attesa di essere eseguiti
Nel caso di computer multiprocessore controlla anche la collaborazione tra le varie CPU
7.
(Dino Grendene – IAL FVG – 20042009)7 Introduzione ai sistemi operativi di rete 1 Gestore dei processi Un processo è l’insieme del programma che deve essere eseguito (composto da un insieme ordinato di istruzioni) e il contesto spaziotemporale nel quale ciò avviene
Un programma in esecuzione può essere suddiviso in molti processi S.O. monotasking o multitasking Il gestore dei processi controlla la sincronizzazione, l’interruzione e la riattivazione dei programmi in esecuzione, a seconda dello stato di completamento di ciascun processo
8.
(Dino Grendene – IAL FVG – 20042009)8 Introduzione ai sistemi operativi di rete 1 Gestore della memoria Realizza la collocazione dei programmi e dei dati nella memoria centrale.
Stabilisce le regole che governano la ripartizione dello spazio disponibile tra più entità che, in modo concorrente, ne richiedono l’utilizzo Si occupa di organizzare e gestire la memoria virtuale e lo swapping
9.
(Dino Grendene – IAL FVG – 20042009)9 Introduzione ai sistemi operativi di rete 1 Gestore del File System Si occupa della memorizzazione e del successivo reperimento delle informazioni sulle memorie di massa
Realizza la corrispondenza tra la organizzazione logica e organizzazione fisica dei supporti magnetici (File System Gerarchico) Realizza sistemi di protezione dei dati (diritti di accesso) Ottimizza i tempi di trasferimento da e per le periferiche di memorizzazione
10.
(Dino Grendene – IAL FVG – 20042009)10 Introduzione ai sistemi operativi di rete 1 Gestore dei dispositivi I/O Sovrintende l’accesso e il controllo dei dispositivi periferici mediante i device driver
Fornisce strumenti che rendano trasparenti le caratteristiche fisiche peculiari delle varie periferiche Coordina l’accesso di più processi alle periferiche condivise Ciascun dispositivo di I/O deve avere il proprio Driver
11.
(Dino Grendene – IAL FVG – 20042009)11 Introduzione ai sistemi operativi di rete 1 Tipologie di sistemi operativi Monotasking, monouser – un solo utente alla volta può operare sul computer, per svolgere un solo compito ed eseguire una sola applicazione. (MsDOS)
Multiuser – Due o più utenti che eseguono programmi e condividono dispositivi periferici (ad. es. stampanti) nello stesso momento (*nix, Windows Server) Multitasking – La capacità di un computer di eseguire più di un’applicazione nello stesso momento (*nix, Windows)
12.
(Dino Grendene – IAL FVG – 20042009)12 Introduzione ai sistemi operativi di rete 1 Tipologie di sistemi operativi Multithreading – la capacità di un programma di essere suddiviso in sezioni più piccole, che possono essere eseguite dal sistema operativo seconda delle richieste, anche in contemporanea con altre permette il multitasking di singoli programmi.
Multiprocessing – Permette ad un computer di avere due o più CPU, condivise tra i programmi in esecuzione. Praticamente tutti i moderni sistemi operativi sono Multiuser e Multitasking e supportano il Multithreading
13.
(Dino Grendene – IAL FVG – 20042009)13 Introduzione ai sistemi operativi di rete 1 Principali sistemi operativi per PC Microsoft MSDOS, Windows 3.1, Windows 3.11(16 bit)
Microsoft Windows 95, 98, ME, XPHome, Vista Home (32 bit) Microsoft Windows NT/2000/XP/Vista (32/64 bit Professional) Microsoft Windows NT/2000/2003 (32/64 bit Server) Apple Macintosh OSX (32 bit) *nix (Unix in varii dialetti – IBM, SUN, HP… 32/64 bit) Linux (Varie versioni: Debian, Fedora, SuSe. Ubuntu… 32/64 bit)
14.
(Dino Grendene – IAL FVG – 20042009)14 Introduzione ai sistemi operativi di rete 1 Principali sistemi operativi per PC Ogni sistema operativo può essere suddiviso in tre parti: Il kernel (nucleo)
L’interfaccia utente Il file system L’insieme di queste tre parti costituisce il “modo di operare” specifico di ciascun s.o., che lo differenzia dagli altri.
15.
(Dino Grendene – IAL FVG – 20042009)15 Introduzione ai sistemi operativi di rete 1 Il kernel Delle tre principali componenti, il più critico per quanto riguarda le funzionalità del sistema operativo è il kernel. Il kernel è fondamentalmente costituito dai componenti precedentemente trattati (Gestore dei processi, dei processori, e dell’I/ O)
16.
(Dino Grendene – IAL FVG – 20042009)16 Introduzione ai sistemi operativi di rete 1 L’interfaccia utente Dal punto di vista di un utente si tende a far coincidere il S.O. con la sua interfaccia utente. MsDOS aveva un’interfaccia a carattere, e tutti i comandi dovevano essere introdotto digitandoli, correttamente, al “Prompt” del sistema.
17.
(Dino Grendene – IAL FVG – 20042009)17 Introduzione ai sistemi operativi di rete 1 L’interfaccia utente Il nome Windows indica sia il S.O che la sua interfaccia utente. Inizialmente è nato come interfaccia utente grafica di MsDos, poi si è evoluto nelle varie versioni precedentemente elencate
18.
(Dino Grendene – IAL FVG – 20042009)18 Introduzione ai sistemi operativi di rete 1 L’interfaccia utente Linux, derivando da Unix, ha varie interfacce a carattere, chiamate shell. Nel tentativo di proporsi come alternativa valida anche per i computer desktop, sono state introdotte diverse interfacce grafiche (Gnome, Kde, XFCE…)
19.
(Dino Grendene – IAL FVG – 20042009)19 Introduzione ai sistemi operativi di rete 1 Il file system Le diverse caratteristiche del file system influenzano le modalità di memorizzazione dei file, l’utilizzazione dello spazio disponibile, la sicurezza delle informazioni. Tutti i file system per PC sono di tipo gerarchico, con una suddivisione delle informazioni in Directory/Cartelle e File. Nei dischi le informazioni sono in realtà memorizzate in una struttura fisica a matrice, composta da tracce e settori.
20.
(Dino Grendene – IAL FVG – 20042009)20 Introduzione ai sistemi operativi di rete 1 Il file system Il file system si occupa di effettuare la conversione tra la struttura logica (Directory/cartelle) e la struttura fisica (tracce e settori).
21.
(Dino Grendene – IAL FVG – 20042009)21 Introduzione ai sistemi operativi di rete 1 Il file system I dischi non possono però scrivere un singolo Byte alla volta, ma le informazioni sono memorizzate a blocchi discreti di dimensione fissa, detti “cluster”. Ciascun cluster è composto da uno o più settori, e può contenere un solo file (o parte di esso) Quindi salvando un file di un solo Byte, occupo comunque lo spazio di un cluster La dimensione del cluster dipende dal tipo di File System
22.
(Dino Grendene – IAL FVG – 20042009)22 Introduzione ai sistemi operativi di rete 1 Il file system La struttura del file System viene creata in due passi, con due distinte operazioni: Il partizionamento: si sceglie quale saranno le caratteristiche del file system, e le dimensioni delle varie unità
La formattazione: viene creata la struttura di memorizzazione e recupero delle informazioni. Entrambe le operazioni sono distruttive per i dati
23.
(Dino Grendene – IAL FVG – 20042009)23 Introduzione ai sistemi operativi di rete 1 Il file system I dischi moderni hanno una grande capacità di memorizzazione. Per ottimizzarne l’utilizzo possono essere create due o più partizioni sullo stesso disco
A ciascuna di queste windows assegna una lettera di unità a partire dalla C: che viene data al primo disco fisso disponibile.
24.
(Dino Grendene – IAL FVG – 20042009)24 Introduzione ai sistemi operativi di rete 1 Il file system Le partizioni possono essere primarie o estese.
Solo le partizioni primarie possono contenere il bootloader (parte del S.O. che si occupa di “avviare” il computer) Una partizione primaria non può essere ulteriormente suddivisa,mentre una partizione estesa può contenere uno o più dischi virtuali.
25.
(Dino Grendene – IAL FVG – 20042009)25 Introduzione ai sistemi operativi di rete 1 Il file system Un computer di tipo PC può avere fino a 3 partizioni primarie e una estesa, delle quali una solo è quella attiva (si può avviare il S.O.)
E’ quindi possibile avere più sistemi operativi diversi su un solo PC. Sarà quindi necessario dotarsi di un programma che permetta di scegliere al momento del boot quale S.O. avviare. (Lilo, Grub, Boot Magic)
26.
(Dino Grendene – IAL FVG – 20042009)26 Introduzione ai sistemi operativi di rete 1 Il file system Diversi i tipi di file system che sono stati resi disponibili per i PC: MSDOS/ Windows 3.x: FAT 16 (o semplicemente FAT)
Windows 9598MEXP Home: FAT 16 – FAT 32 Windows NT/2000/XP/Vista pro/server: NTFS Linux: Ext2 Ext3 – Ext4 Reiser FS
27.
(Dino Grendene – IAL FVG – 20042009)27 Introduzione ai sistemi operativi di rete 1 FAT 16 E’ stata la prima struttura di memorizzazione, introdotta con MSDos
FAT 16 è ragionevolmente stabile con dischi piccoli, e non richiede grandi quantità di memoria per operare. Per contro, a causa della sua struttura i file risultano frammentati dopo poco tempo, richiedendo una deframmentazione I nomi di file devono avere la lunghezza massima di 8 + 3 caratteri
28.
(Dino Grendene – IAL FVG – 20042009)28 Introduzione ai sistemi operativi di rete 1 FAT 16 La directory radice deve essere posizionata nel primo settore, ed ha un numero di file massimo memorizzabile pari a 512
In caso di crash del sistema, tramite alcune utility di sistema è possibile ricostruire la struttura e recuperare i dati Esistono 2 copie della FAT, e nel caso la principale venga corrotta è possibile recuperare i dati dalla seconda (con apposite utilities)
29.
(Dino Grendene – IAL FVG – 20042009)29 Introduzione ai sistemi operativi di rete 1 FAT 16 Con la FAT 16, a ciascun file o cartella sono associati 4 attributi: S,H,A,R che possono avere solo due stati: attivo o disattivo. –
S: il file viene riconosciuto come file di sistema, e quindi particolarmente protetto (comprende H e R) – H: il file è nascosto – A: il file è stato modificato è sarà copiato dal prossimo Backup – R: il file è di sola lettura Chiunque può attivare e disattivare questi attributi
30.
(Dino Grendene – IAL FVG – 20042009)30 Introduzione ai sistemi operativi di rete 1 FAT 16 FAT 16 può essere utilizzata al massimo con partizioni di 2 GB
Le dimensioni dei cluster crescono notevolmente all’aumentare delle dimensioni del disco
31.
(Dino Grendene – IAL FVG – 20042009)31 Introduzione ai sistemi operativi di rete 1 FAT 32 Per ovviare ai principali problemi della FAT 16, con la seconda versione di Windows 95 fu introdotta la FAT 32
FAT 32 condivide con FAT 16 la struttura generale e il modo di operare, così da poter mantenere la compatibilità con i programmi esistenti. Permette l’utilizzo dei nomi di file “lunghi” (max 256 car.) La directory radice può essere localizzata in qualsiasi settore Il file System può utilizzare direttamente entrambe le copie della FAT
32.
(Dino Grendene – IAL FVG – 20042009)32 Introduzione ai sistemi operativi di rete 1 FAT 32 FAT 32 può utilizzare dischi fino a 2TB,
Riducendo la dimensione dei cluster ottimizza l’utilizzo dello spazio Non permette livelli di sicurezza nell’accesso ai file (solo S,H,A,R)
33.
(Dino Grendene – IAL FVG – 20042009)33 Introduzione ai sistemi operativi di rete 1 NTFS Le versioni di Windows NT/2000/XP/2003 sono rivolte alle aziende e hanno bisogno di un F.S. con prestazioni migliori: NTFS è stata la risposta a questa necessità
Le dimensioni massime dei dischi utilizzabili sono state aumentate Le dimensioni dei cluster sono state diminuite, e sono personalizzabili
34.
(Dino Grendene – IAL FVG – 20042009)34 Introduzione ai sistemi operativi di rete 1 NTFS L’amministratore ha la possibilità di definire permessi locali sui file e le cartelle, specificando quali utenti, o gruppi di utenti, possono accedere ai file e con quali diritti
È possibile definire questi controlli sia per gli utenti che accedono direttamente alla macchina, sia per quelli che vi accedono via risorse di rete Utilizza il sistema di codifica Unicode, anziché l’ASCII standard: è possibile utilizzare caratteri non presenti nella lingua inglese
35.
(Dino Grendene – IAL FVG – 20042009)35 Introduzione ai sistemi operativi di rete 1 NTFS Permette di attivare la compressione di una cartella e di tutto il suo contenuto
Permette di crittografare una cartella e tutto il suo contenuto Permette di definire delle “quote”, cioè la dimensione massima di spazio disco assegnato ad un utente Tiene traccia delle modifiche fatte, e in caso di crash del sistema può ricostruire lo stato precedente, sulla base di queste annotazioni (journaling)
36.
(Dino Grendene – IAL FVG – 20042009)36 Introduzione ai sistemi operativi di rete 1 Caratteristiche dei sistemi operativi di rete (NOS) Così come un sistema operativo governa il funzionamento di tutto il computer, un Sistema Operativo di Rete (NOS) governa il funzionamento e lo scambio di informazioni tra i vari dispositivi che sono collegati tra loro in una rete. Si definisce NOS un S.O. che “gira” su una macchina server di rete. (Windows 2000/2003 – Unix. Linux, Novell Netware)
37.
(Dino Grendene – IAL FVG – 20042009)37 Introduzione ai sistemi operativi di rete 1 Caratteristiche dei sistemi operativi di rete Le funzioni di un NOS dipendono dal S.O. esistente sulle singole macchine collegate
Aggiunge funzioni di controllo dell’accesso concorrente e contemporaneo di più utenti alle stesse risorse Due i principali modelli di rete (più uno): – Peer to peer – Client server – Mainframe
38.
(Dino Grendene – IAL FVG – 20042009)38 Introduzione ai sistemi operativi di rete 1 Modello Peer to Peer In una rete peer to peer, un numero limitato di computer agiscono contemporaneamente come fornitori di servizi (server) e come utilizzatori (client)
Tutti i computer sono “pari" (peer) dal punto di vista delle attività e dei servizi forniti Problemi: – non può essere composta da più di 10 computer (secondo Microsoft) – le prestazioni sono limitate – l’amministrazione è dispendiosa in termini di tempo
39.
(Dino Grendene – IAL FVG – 20042009)39 Introduzione ai sistemi operativi di rete 1 Modello Peer to Peer Fino ad un massimo di 10 computer possono essere messi in collegamento mediante un unico bus, oppure un concentratore (HUB) e condividere risorse quali: cartelle, file, stampanti...
40.
(Dino Grendene – IAL FVG – 20042009)40 Introduzione ai sistemi operativi di rete 1 Modello Client Server In una rete Client Server, uno o più computer (client) richiedono servizi ad uno o più computer (server)
I client ed i server hanno sistemi operativi diversi, ciascuno specializzato nella proprio ruolo Non ci sono virtualmente limiti alle dimensioni della rete (Internet…) Ciascun server può essere specializzato in una funzione: – Posta – File server – Printer server , ecc
41.
(Dino Grendene – IAL FVG – 20042009)41 Introduzione ai sistemi operativi di rete 1 Modello Client Server Singolo server Server Multipli
42.
(Dino Grendene – IAL FVG – 20042009)42 Introduzione ai sistemi operativi di rete 1 Modello Client Server Ai singoli PC accede un solo utente alla volta, mentre al server possono accedere diversi utenti contempora neamente (Multiuser)
43.
(Dino Grendene – IAL FVG – 20042009)43 Introduzione ai sistemi operativi di rete 1 Modello Client Server Un singolo server deve essere in grado di eseguire molti compiti contemporanea mente per soddisfare tutte le svariate richieste dei client (Multitasking)
44.
(Dino Grendene – IAL FVG – 20042009)44 Introduzione ai sistemi operativi di rete 1 Modello Mainframe In questo caso non si può parlare tecnicamente di una rete di computer in quanto esiste un solo computer, dotato di notevole potenza di calcolo, multiuser, multitasking, al quale si accede tramite uno o più “terminali stupidi” cioè non dotati di capacità di elaborazione proprie
45.
(Dino Grendene – IAL FVG – 20042009)45 Introduzione ai sistemi operativi di rete 1 Hardware necessario Un computer con funzioni server deve essere adeguatamente dotato di potenza di calcolo e soprattutto di memoria (RAM)
Deve avere una o più schede di collegamento alla rete Deve essere dotato di sistemi di ridondanza dei dati
46.
(Dino Grendene – IAL FVG – 20042009)46 Introduzione ai sistemi operativi di rete 1 Software necessario Per poter svolgere le funzioni di server in un ambiente client/server, deve essere dotato di un sistema operativo di tipo server (Windows Windows NT/2000/2003/2008 server, Linux, Unix, Novell Netware.
Devono poi essere attivati i vari moduli server di cui si ha bisogno: file server, print server, DCHP, DNS, WEB, mail, ecc…
47.
Introduzione ai sistemi operativi di rete47 (Dino Grendene – IAL FVG – 20042009) 1 Grazie per l’attenzione Fondamenti sui Sistemi Operativi
48.
(Dino Grendene – IAL FVG – 20042009)48 Introduzione ai sistemi operativi di rete 1 Protezione dei dati In realtà nessuna delle operazioni svolte sul file system elimina realmente i dati presenti, tranne la loro sovrascrittura
Partizionamento e formattazione rendono non accessibili con i normali strumenti i dati eventualmente presenti sul disco Se è necessario eliminare completamente dei dati si devono utilizzare appositi programmi di “pulizia”