Introduzione all'informatica: Operazioni, dati e basi di dati | Appunti di Elementi di Informatica

INFORMATICA

La parola Computer deriva dal latino “computare”: calcolare, quindi si tratta di una macchina che

fa calcoli.!

Operazioni elementari eﬀettuate

•aggiungi uno (incremento ad uno)!

•se…allora ripeti… (iterazione condizionata illimitata)!

•assegnazione !

Algoritmi → un algoritmo è un procedimento che esegue un calcolo matematico mediante una

sequenza finita di operazioni!

Diagramma di flusso → schema grafico per la descrizione di un algoritmo!

- somma → 3+2 “a 3 andiamo ad aggiungere 2 volte 1”!

1) tieni 3 in una mano (mano A)!

2) tieni 2 a mente!

3) metti 0 nell’altra mano!

4) se la mano (C) non è uguale al numero a mente (B) !

•aggiungi uno alla mano C!

•ripeti il passo 4!

altrimenti la procedura è terminata!

- moltiplicazione → 3x4=3+3+3+3 “sommare il moltiplicando (3) con se stesso tante volte quanto

è indicato nel moltiplicatore (4)”!

-sottrazione

-divisione

-elevamento a potenza

Tesi di Church-Turing → tutto ciò che può essere eﬀettivamente calcolato, può essere espresso

da un algoritmo che utilizza le 3 operazioni elementari di assegnazione, iterazione illimitata e

incremento di uno. !

La macchina di Turing è in grado di calcolare qualsiasi funzione calcolabile.!

Informazione numerica

Ci sono due sistemi di rappresentazione: in base due (binario) e in base dieci.!

-in base 10 → 153 = 1x100 + 5x10 + 3x1 = 1x102 + 5x101 + 3x100!

-in base 2 → 101 = 1x22 + 0x22 + 1x20 = 1x4 + 0x2 + 1x1 = 4+1 = 5!

1011 = 1x23 + 0x22 + 1x21 + 1x20 = 1x8 + 0x4 + 1x2 + 1x1 = 8+2+1 = 13!

BIT 01 (singola cifra binaria)

BYTE 00101010 !

Un byte (misura delle quantità di memoria) è composto da 8 bit!

210 = 1024 = 1 kilobyte = 1KB!

220 = 1048576 = 1 megabyte = 1MB!

230 = 1 gigabyte = 1GB = 1024 megabyte!

1 terabyte = 1TB!

Per convertire un numero da decimale a binario bisogna dividere il numero per due fino ad

ottenere quoziente 0, il numero binario corrispondente si ottiene prendendo i resti a partire

dall’ultimo.!

La codifica binaria di 37 è 00100101!

Rappresentazione dell’informazione testuale

In gergo tecnico l’informazione di tipo testuale viene chiamata alfanumerica. L’elemento di base

dell’informazione testuale è il carattere. Ogni singolo carattere è associato a un numero da un

codice.!

I codici ASCII sono codici per la rappresentazione di caratteri alfabetici, sono composti da

sequenze binarie di 8 bit ciascuna!

Rappresentazione dati!

OPERAZIONI

ELEMENTARI

con

resto

con

resto

zon

Resto

Ico

con

resto

Coll

Resto1

toolo2

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INFORMATICA

La parola Computer deriva dal latino “computare”: calcolare, quindi si tratta di una macchina che fa calcoli. Operazioni elementari effettuate

aggiungi uno (incremento ad uno)
se…allora ripeti… (iterazione condizionata illimitata)
assegnazione Algoritmi → un algoritmo è un procedimento che esegue un calcolo matematico mediante una sequenza finita di operazioni Diagramma di flusso → schema grafico per la descrizione di un algoritmo - somma → 3+2 “a 3 andiamo ad aggiungere 2 volte 1”

tieni 3 in una mano (mano A)
tieni 2 a mente
metti 0 nell’altra mano
se la mano (C) non è uguale al numero a mente (B)

aggiungi uno alla mano C
ripeti il passo 4 altrimenti la procedura è terminata
moltiplicazione → 3x4=3+3+3+3 “sommare il moltiplicando (3) con se stesso tante volte quanto è indicato nel moltiplicatore (4)”
(^) sottrazione
(^) divisione
(^) elevamento a potenza Tesi di Church-Turing → tutto ciò che può essere effettivamente calcolato, può essere espresso da un algoritmo che utilizza le 3 operazioni elementari di assegnazione, iterazione illimitata e incremento di uno. La macchina di Turing è in grado di calcolare qualsiasi funzione calcolabile. Informazione numerica Ci sono due sistemi di rappresentazione: in base due (binario) e in base dieci.
(^) in base 10 → 153 = 1x100 + 5x10 + 3x1 = 1x10^2 + 5x10^1 + 3x10^0
(^) in base 2 → 101 = 1x2^2 + 0x2^2 + 1x2^0 = 1x4 + 0x2 + 1x1 = 4+1 = 5 1011 = 1x2^3 + 0x2^2 + 1x2^1 + 1x2^0 = 1x8 + 0x4 + 1x2 + 1x1 = 8+2+1 = 13 BIT 01 (singola cifra binaria) BYTE 00101010 Un byte (misura delle quantità di memoria) è composto da 8 bit 210 = 1024 = 1 kilobyte = 1KB 220 = 1048576 = 1 megabyte = 1MB 230 = 1 gigabyte = 1GB = 1024 megabyte 1 terabyte = 1TB Per convertire un numero da decimale a binario bisogna dividere il numero per due fino ad ottenere quoziente 0, il numero binario corrispondente si ottiene prendendo i resti a partire dall’ultimo. La codifica binaria di 37 è 00100101 Rappresentazione dell’informazione testuale In gergo tecnico l’informazione di tipo testuale viene chiamata alfanumerica. L’elemento di base dell’informazione testuale è il carattere. Ogni singolo carattere è associato a un numero da un codice. I codici ASCII sono codici per la rappresentazione di caratteri alfabetici, sono composti da sequenze binarie di 8 bit ciascuna Rappresentazione dati

= OPERAZIONI ELEMENTARI

= 37 : 2 =^18 con resto 1 4 :^2 =^2 conresto

O 18 :^2 = (^9) zon Resto O^2 : 2 = (^) Ico 9 :^2 =^4 con^ resto^ L^ resto o 2 : 2 = (^0) Coll Resto

E

toolo

- (^) immagini PIXEL=PICture Element Lo schermo è fatto di tanti piccoli PIXEL che mettono in luce lo schermo attraverso una matrice numerica→le immagini sono rappresentate nel computer come una matrice di colori. I recettori dell’occhio umano percepiscono solo 3 colori: rosso, verde e blu → gli altri colori sono un misto di tonalità diverse di questi 3 colori. Colori possibili → 256x256x256 (per ogni colore ci sono 256 tonalità), ogni pixel è una terna di colori. Risoluzione: dimensioni in pixel dello schermo → riga x colonna dei numeri di pixel, si misura in 1 byte/secondo 1 pixel richiede 3 byte 2048x1024 pixel = 2 milioni di pixel (es. di risoluzione) Se si vuole schiarire o curare l’immagine si aggiunge o leva dei pixel, le immagini in generale vengono compresse per risparmiare spazio Un filmato si compone di una parte visuale e di una parte audio, quindi può essere visto come una sequenza di immagini accompagnata da una traccia audio. - (^) Suoni Onda di pressione che viaggia nel medium (tipicamente l’aria). Il suono diventa una sequenza di numeri dividendo il segnale elettrico. Il campionamento di un suono consiste nel misurare l’ampiezza dell’onda sonora ad intervalli regolari di tempo. Componenti principali di un computer (CPU e RAM) - (^) CPU → Central Processing Unit. È l’elemento che contiene i circuiti per effettuare tutte le operazioni di calcolo e di lettura/scrittura della memoria. I componenti della CPU comunicano inviando segnali elettrici. Per sincronizzare e controllare il flusso di trasmissione ed elaborazione dei segnali si adotta un segnale di sincronizzazione chiamato clock → quando il segnale non è attivo la trasmissione si interrompe per permettere la conclusione dell’elaborazione. La frequenza del clock si misura in Hertz (Hz) (3GHz=3 miliardi di cambi di stato al secondo). - (^) LA MEMORIA chiamata anche memoria principale RAM (Random Access Memory) memorizza i dati fin tanto che c’è corrente elettrica, allo spegnimento del dispositivo i dati memorizzati nella RAM svaniscono (viene definita memoria principale in quanto è la memoria dove risiedono i programmi che esegue la CPU). Una variante della memoria RAM è la memoria REM (Read Only Memory) che a differenza dell’altra non svanisce se il computer viene spento. - (^) PRINCIPALI DISPOSITIVI DI INPUT E OUTPUT Sono quelli che scrivono o leggono dati della memoria principale. Architettura di Von Neumann (questi 3 si trovano tutti sulla scheda madre). La memoria di massa (o memoria secondaria) è un dispositivo in grado di memorizzare permanentemente i dati presenti nella RAM, la più comune è il disco rigido. Per sapere quanto spazio è occupato sul disco si fa doppio clic sull’icona computer e si selezione il o i dischi presenti. - (^) PORTE PERIFERICHE DI INPUT/OUTPUT

periferiche di input: tastiera, mouse, microfono, fotocamera. Webcam, scanner, joystick, …
periferiche di output: stampanti, casse acustiche, …
periferiche di input/output: scheda di rete, wi-fi, touch screen, … Le porte più comuni su un PC sono le porte USB (Universal Serial Bus) per connettere stampanti, tastiere, mouse, videocamere e altri dispostivi. La porta Ethernet serve a connettere il cavo per la connessione LAN. La porta VGA (Video Graphics Array) serve a connettere la scheda video con un monitor. La porta HDMI (High-Definition Multimedia Interface) per la connessione digitale e l’invio del segnale ad alta risoluzione verso il monitor. Differenza tra una periferica di input ed una di output: nella prima segnali transitano dall’esterno del computer verso l’interno, nella seconda al contrario. Sistemi operativi e reti Il sistema operativo ha come compito principale quello di gestire l’esecuzione dei programmi. È in grado di gestire più programmi contemporaneamente (multitasking). Inoltre gestisce le periferiche di input e output per conto dei programmi e degli utenti → fornisce un’interfacca

Per cambiare una data da 11/10/2019 a “venerdì 11 ottobre 2019” bisogna impostare per la cella un formato data adeguato, se invece vogliamo inserire il simbolo del dollaro in una cella dove è inserito il valore in dollari di una merda bisogna impostare per la cella un formato valuta adeguato. Per evitare di digitare più volte lo stesso dato si utilizza all’interno di una formula non il valore effettivo del dato ma il riferimento ad una cella contente il dato. Questo può essere di due tipi:

riferimento relativo: quando copiamo una cella contenente dei riferimenti relativi e la incolliamo in un'altra cella, tutti i riferimenti relativi vengono modificati (questo viene indicato inserendo nella formula le coordinate della cella che si vuole riferire =F2/(G2G2)10000).
riferimento assoluto: quando una formula contenente un riferimento assoluto viene incollata in una cella, il riferimento assoluto non viene modificato (per impostarlo bisogna anteporre il simbolo $, sia all'etichetta di riga che all'etichetta di colonna =B2*$D$1). Se dobbiamo calcolare informazioni relative ad un insieme di valori utilizziamo le funzioni (operatori) di aggregazione (es =SOMMAB2:B6 con questa formula calcoleremo la somma delle celle B2, B4, B5, B6). Oltre alla somma ci sono le funzioni: -MEDIA che fornisce la media aritmetica dei valori nell’area selezionata, -CONTA.NUMERI conta quante celle contengono un valore di tipo numerico nell’area selezionata, -MAX e MIN danno il valore massimo e quello minimo tra i valori presenti nelle celle dell’area selezionata. La funzione SE è composta da 3 argomenti: un test logico, il contenuto che verrà visualizzato nella cella se il test logico sarà vero e quello che verrà visualizzato se il test logico sarà falso (=SE(B2>17,”superato”,”non superato”). Messaggi di errore:
(^) #DIV/o! → quando si tenta in una formula di dividere un qualsiasi numero per 0
(^) #RIF! → quando si tratta di un problema di riferimento alle celle (incolliamo una formula)
(^) #NOME? → quando inseriamo una formula con un nome che non corrisponde a nessuna delle funzioni Excel
(^) #VALORE! → quando inseriamo in una formula aritmetica il riferimento ad un tipo di dato alfanumerico. In Excel un grafico a torta è un grafico dove una sequenza di valori viene rappresentata tramite spicchi in un cerchio il cui angolo è proporzionato a ciascun valore. Sistemi e linguaggi per la gestione di basi e dati (Access) Il complesso dei sistemi che si occupano di una base di dati viene detto sistema informativo. L’oggetto fondamentale della base di dati è la tabella, caratterizzata da uno schema costituito da un insieme di attributi o colonne, a ciascun attributo è associato un insieme di valori detto dominio. Un record o riga della tabella associa a ciascun attributo un valore appartenente al dominio dell’attributo. La chiave di una tabella è rappresentata da uno o più campi che identificano univocamente una riga della tabella (ogni riga ha un valore differente negli attributi di chiave). Una chiave viene scelta arbitrariamente e si chiama chiave primaria, tutte le altre vengono di conseguenza dette secondarie. Ogni volta che creiamo una tabella Access propone un attributo come chiave primaria della tabella, questo può essere modificato o eliminato. L’indice è l’elemento che ci permette di ricercare i record che contengono un determinato valore per un certo attributo. Per effettuare interrogazioni nella base di dati utilizziamo l’oggetto query (“richiesta di informazioni”). Operazioni con una tabella:
(^) proiezione → per richiedere tutti i valori di un insieme di attributi per tutti i record della tabella
(^) selezione → per svolgere questa operazione utilizziamo le espressioni logiche ed i connettivi logici AND, OR e NOT. Se R e S sono espressioni (proposizione) logiche allora:
S AND R è vero se e solo se contemporaneamente sia S che R sono veri, questa viene realizzata posizionando le due proposizioni in una stessa riga
S OR R è falso se e solo se contemporaneamente sia S che R sono falsi e NOT S è vero se, questa viene realizzata posizionando le due proposizioni in una stessa colonna
solo se S è falso. Una proposizione logica può essere per esempio: A => b dove A è un attributo della tabella e b un valore nel dominio di A o A <= B dove A e B sono attributi della stessa tabella Operazioni con più tabelle:
(^) natural join (o join) → per legare due o più tabelle differenti in base al valore degli attributi. Operazioni di aggregazione:

conteggio di righe presenti in una tabella
somma dei valori di un attributo numerico per le righe di una tabella
media dei valori di un attributo per le righe di una tabella
massimo (o minimo) tra tutti i valori di un attributo numerico per le righe di una tabella Elaborazione dei testi (word) Gli elementi di base di un elaboratore di testi sono il carattere e il paragrafo:
Il carattere: può avere diversi attributi che modificano la sua rappresentazione (font e dimensione), se un carattere è in formato apice allora viene rimpicciolito e spostato in alto;
Il paragrafo: porzione di testo delimitato da due simboli di fine paragrafo ¶. La spaziatura prima di un paragrafo è lo spazio verticale al di sopra di un paragrafo, la spaziatura dopo è lo spazio verticale al di sotto di un paragrafo e l’interlinea è lo spazio tra due paragrafi (la differenza tra un’interlinea doppia e un’interlinea multipla è che l’interlinea doppia è il doppio di quella multipla). Il rientro (o sporgenza) prima riga di un paragrafo è la differenza tra il rientro sinistro di un paragrafo e il rientro sinistro della prima riga del paragrafo. Il righello in Word viene utilizzato per impostare i margini della pagina e i rientri dei paragrafi. Gli elenchi possono essere di diversi tipi: elenco numerato consiste in una lista di paragrafi con un numero ad inizio paragrafo, elenco puntato consiste in una lista di paragrafi con un simbolo ad inizio paragrafo (solitamente il pallino). Lo stile è rappresenta un’insieme di caratteristiche che un paragrafo ed il testo in esso contenuto deve possedere, gli stili consentono di impostare rapidamente gli attributi del carattere. La stampa unione serve per generare più documenti identici tra di loro ma che si differenziano per il contenuto di alcuni campi (campi variabili), per indicare un campo unione viene riportato il nome del campo racchiuso tra virgolette. Il piè pagina è lo spazio tra il margine inferiore e il bordo inferiore del foglio di stampa. Quando si imposta un testo come pedice allora il testo si sposta verso il basso e si ingrandisce. Per salvare un documento word in una cartella diversa da quella da quella attuale si deve selezionare il menù file e poi selezionare salva con nome. Presentazioni (Power Point) Contenuti e funzioni di Power Point:
caselle di testo
forme di cui possono essere modificati posizione, dimensione, orientamento, contorno (colore, larghezza tratteggio o ombreggiatura), colore di riempimento e la sua sfumatura (non si può inserire una forma dietro una diapositiva)
un oggetto smart art è una collezione di forme combinate insieme in modo tale da esprimere un particolare tipo di contenuto
per allineare e sovrapporre tra di loro delle forme per ognuna di queste si definisce un livello di profondità, utilizzando dei comandi per spostare una forma da un livello ad un’altro livello
raggruppamento consente di raggruppare diverse forme tra di loro per formare un’unica forma La presentazione è una modalità di visualizzazione delle diapositive, a ciascuna diapositiva è possibile applicare una transizione cioè l’effetto visivo che si applica al passaggio tra una diapositiva e l’altra. Inoltre possiamo applicare un’animazione ad ogni elemento della diapositiva, le animazioni possono essere di tre tipi: animazione in entrata (l’oggetto entra e resta nella diapositiva), animazione in enfasi (l’oggetto si trova già nella diapositiva, compie l’animazione e resta nella diapositiva) e animazione in uscita (l’oggetto compie l’animazione uscendo dalla diapositiva). Collaborazione online (Python Colaboratory) L’archiviazione remota consente di memorizzare i dati su di un server remoto. I moduli di google consentono di creare questionari online, le domande possono essere a risposta esclusiva, a scelta multipla o con risposte aperte. I dati dei moduli di google vengono salvati in un foglio elettronico in una cartella di google drive. Colaboratory è un prodotto di google che consente di creare documenti in linguaggio Python, quando si eseguono programmi Python vengono eseguiti in un computer remoto nei server di Google. In colaboratory possiamo inserire degli elementi chiamati celle cioè uno spazio dove inserire testi arbitrari, possono essere di due tipi: code (o codice) e text (o testuale).

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INFORMATICA

= OPERAZIONI ELEMENTARI

= 37 : 2 =^18 con resto 1 4 :^2 =^2 conresto

E

toolo