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Gli appunti sono relativi al corso di Informatica tenuto dal Prof. Moriani presso l'Università Bicocca. I principali argomenti sono: - Introduzione all'informatica - Sistemi numerici - Software - Architettura del calcolatore - Algebra Booleana - Algoritmi - Reti - Sicurezza informatica
Tipologia: Appunti
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INFORMATICA: insieme dei processi e delle tecnologie che rende possibile la CREAZIONE, la RACCOLTA, l’ELABORAZIONE, l’IMMAGAZZINAMENTO e la DIFFUSIONE dell’informazione La parola “informatica” deriva dal francese “informatique”, che a sua volta deriva dalla compressione di “information” e “electronique”/”automatique”. Elementi funzionali dell’informatica sono i SISTEMI DI ELABORAZIONE DELL’INFORMAZIONE, ovvero i COMPUTER.
Nota bene: o SISTEMA INFORMATIVO AZIENDALE: insieme di tutti i dati e tutti i processi che riguardano la raccolta, l’archiviazione, l’elaborazione, la distribuzione dei dati nelle attività operative e di controllo o SISTEMA INFORMATICO: insieme delle risorse tecnologiche facenti parte (a supporto) del sistema informativo aziendale
I segnali ANALOGICI sono dei segnali complessi che possono assumere infiniti valori e sono molto sensibili alle interferenze (rumore).
Il bit può assumere 2 configurazioni e il suo intervallo di variabilità è (0,1). Il byte, invece, può assumere 256 configurazioni (perché 1 byte = 8 bit e ciascun bit ha 2 configurazioni, quindi 1 byte = 2^8 configurazioni) e il suo intervallo di variabilità dipende dal tipo di CODIFICA (se codifico in binario l’intervallo va da 00000000 a 11111111, se codifico in decimale va da 0 a 255…). BIT NECESSARI E OVERFLOW Le macchine hanno VINCOLI SPAZIALI e pertanto è necessario conoscere il massimo valore rappresentabile. Per esempio, con n bit si può rappresentare al massimo il numero 2n- 1 (ad esempio, con 4 bit si può rappresentare al massimo 2^4 - 1, ovvero 15). Da qui, è facile determinare che per poter rappresentare fino ad X sono necessari un numero n di bit pari a [log 2 X]. Esiste un limite al numero di bit impiegati per rappresentare un numero: dato che la rappresentazione è formata da un numero finito di bit, se si supera tale limite si ha errore (OVERFLOW).
Il software implementa le funzionalità di un sistema di elaborazione. Esistono due categorie fondamentali di software:
o STANDARDIZZAZIONE: definizione di normative che consentono a periferiche a periferiche di costruttori diversi di interagire correttamente I difetti della soluzione master slave sono: o LENTEZZA: l’uso in mutua esclusione del bus inibisce, almeno parzialmente, la parallelizzazione delle operazioni di trasferimento di dati tra dispositivi o LIMITATA CAPACITÀ: al crescere del numero di dispositivi la presenza di una sola linea comporta un limite alla capacità di trasferire dati o SOVRACCARICO DELLA CPU: l’unità centrale viene coinvolta in tutte le operazioni di trasferimento di dati Esistono 3 divisioni all’interno del bus: o BUS DATI, usato per trasferire dati o BUS INDIRIZZI, che identifica la posizione delle celle di memoria in cui la CPU va a scrivere o leggere o BUS DI CONTROLLO, in cui transitano i segnali di controllo che consentono di selezionare le unità coinvolte in un trasferimento (sorgente e destinazione) e di definire la direzione dello scambio (scrittura o lettura)
George Boole era un matematico inglese del XIX secolo. La sua algebra iniziò ad essere utilizzata solo dall’inizio del XX secolo con la nascita dei primi sistemi di calcolo. Essa si basa su VARIABILI BOOLEANE (o variabili logiche) aventi due soli possibili valori:
non ha alcun valore: è necessario quindi inizializzare la variabile B scrivendo ad esempio “B=0” (assegnamento) oppure “leggi B” (istruzione di input).
Le reti sono un componente fondamentale per la realizzazione di un sistema informativo. Senza la rete i computer non possono comunicare tra loro e le uniche modalità di decentralizzazione dell’elaborazione dell’informazione sono costituite da:
particolare attenzione all’efficienza, all’affidabilità e (in parte) all’indipendenza dal media fisico (computer) con cui si realizza la connessione COMMUTAZIONE DI PACCHETTO - PACKET SWITCHING Nelle reti di trasmissione dati, l’informazione da inviare dalla sorgente (casa di un mio amico) al destinatario (casa mia) viene suddivisa in PACCHETTI trasmessi separatamente. Questa tecnica si definisce PACKET SWITCHING, o COMMUTAZIONE DI PACCHETTO, e permette di utilizzare il medesimo canale di comunicazione per alternare la trasmissione di dati da parte di più nodi di una stessa rete che condividono il canale. Come nella tecnica del multitasking, dove viene ripartito il tempo della CPU dedicato all’elaborazione dei diversi processi, nel packet switching il canale di comunicazione viene utilizzato in tempi diversi da diversi nodi della rete, alternando rapidamente le operazioni di trasmissione da parte dei diversi nodi in modo da dare l’impressione che tutti i nodi della rete stiano usando il canale contemporaneamente. Siccome il canale viene utilizzato contemporaneamente da più nodi, i pacchetti possono entrare in CONFLITTO tra di loro corrompendosi. La suddivisione in pacchetti permette però di rendere più efficiente la correzione degli errori: nel caso in cui si verifichi un errore nella trasmissione di un pacchetto non sarà necessario ripetere l’intera trasmissione, ma il mittente (sorgente) potrà limitarsi a trasmettere nuovamente solo il pacchetto che si è corrotto. I pacchetti vengono trasmessi sequenzialmente ma, anche a causa delle ritrasmissioni, possono arrivare in un ordine diverso da quello con cui sono stati spediti: sarà il destinatario ad occuparsi di ricostruire la SEQUENZA CORRETTA dei pacchetti per restituire l’integrità all’informazione trasmessa. RETE BROADCAST E PUNTO-PUNTO Dal punto di vista fisico una rete può essere:
▪ Linee telefoniche (DSL – Digital Subscriber Line; ISDN – Integrated Services Digital Network) ▪ Ponti radio ▪ Canali satellitari La distanza dei computer da collegare è un dato importante, perché per distanze diverse si utilizzano tecnologie trasmissive diverse, più adatte a coprire in modo efficiente brevi o lunghe distanze. IL SOFTWARE PER LE RETI Nella comunicazione tra computer sono due programmi a dialogare tra di loro. Nell’ambito del dialogo tra i due programmi spesso si distinguono due ruoli:
Il software per le reti è, come già detto, suddiviso in livelli (LAYER). Ogni livello si occupa di una specifica problematica:
Il livello data link IN TRASMISSIONE: