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Appunti estratti dalle lezioni della Prof. Sergio Moriani. Negli appunti vengono trattati tutti i temi del corso, quali l’introduzione all’informatica, rappresentazione delle informazioni nel calcolatore, architettura dell’Elaboratore, soluzione algoritmica dei problemi, basi di dati relazionali ed SQL, sistema operativo, reti di calcolatori.
Tipologia: Appunti
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L’informatica è l’insieme dei processi e delle tecnologie che rende possibile la creazione, la raccolta, l’elaborazione, l’immagazzinamento e la diffusione dell’informazione. Elementi funzionali dell'informatica sono i Sistemi di Elaborazione dell'Informazione. Spesso tali sistemi sono detti “elaboratori elettronici”, o ancora più semplicisticamente “computer” La parola informatica, in italiano è così scomponibile:
Il ciclo di elaborazione dell’informazione è un ciclo continuo.
Negli ultimi anni è avvenuta una vera e propria evoluzione del Digitale. Possiamo dire quasi che praticamente ogni giorno vediamo nascere nuovi dispositivi elettronici-digitali con innumerevoli e nuove funzioni. Il Digitale, però, proprio per i suoi costi, non è accessibile proprio per tutti. Da ciò nasce l’inglesismo “Digital Divide ”→ tale terminologia indica l’impossibilità d’avvicinarsi alla tecnologia (di alcune fasce della popolazione mondiale) e con ciò tali si chiude qualsiasi possibilità di recupero economico di molti paesi, facendo sempre più aumentare il divario tecnologico Per tali ragioni, negli ultimi anni si sta assistendo ad attività di contrasto del Digital Divide:
Come noto, la macchina/computer/calcolatore o in qualsiasi modo lo si voglia chiamare, rappresenta i dati e le informazioni sotto forma di 0 e di 1. È però chiaro che l’utente non può pensare di comunicare e di dialogare con il dispositivo attraverso questa modalità o soluzione poiché impraticabile. Ciò che fa quindi un utente e quindi cercare di adottare un linguaggio che sia sempre più di alto livello, fino ad addirittura ad arrivare al linguaggio naturale dell’uomo. Anche quando si programma infatti si utilizzano linguaggi di alto livello, alcuni dei quali sono caratterizzati da componenti linguistiche molto vicine alla lingua inglese. Ora cercheremo dunque di prendere in esame e spiegare il modo con cui i dati vengono rappresentati all’interno del Computer, e per farlo introduciamo il concetto di Bit IL BIT Quando parliamo di Bit si sta parlando dunque di matematica Binaria, cioè di un contesto dove gli elementi rappresentativi sono lo 0 e l’ 1. Se volessimo rappresentare graficamente questi due “simboli” parleremmo di una lampadina spenta o di un circuito aperto quando abbiamo 0, e di una lampadina accesa o di un circuito chiuso quando abbiamo 1. Ma Che tipo di informazione si può rappresentare con un bit? Un aneddoto. La cavalcata di Paul Revere La cavalcata di Paul Revere è un semplice aneddoto ma molto utile per tale spiegazione. Stiamo parlando dell’invasione degli inglesi “Egli disse al suo amico “Se gli inglesi giungeranno dalla terra o dal mare, questa notte appendi una lanterna sul campanile della Old North Church come segnale. Una lanterna se vengono da terra, due se vengono dal mare. Io sarò sulla riva opposta pronto a cavalcare e dare l’allarme generale.” Dunque questo rappresenta un semplice esempio di codice binario: ▪ se Entrambe spente (00): Situazione tranquilla ▪ se Solo una accesa (0:1 o 1;0): Gli inglesi attaccano da terra ▪ se Entrambe accese (1:1): Attacco dal mare
La rappresentazione binaria è quella dei computer; quella umana è invece la rappresentazione analogica Piccolo schema di spiegazione del funzionamento e del sistema di informazione. La rappresentazione binaria considera quindi il fatto che:
Per determinare un sistema numerico servono:
In questo passaggio trasformiamo invece un numero decimale, allo stesso numero ma in base binaria prendo il numero 115 10 (in base 10) e devo trovare il corrispondente valore in base 2. Come procediamo? procediamo facendo un numero non precisato a priori di divisioni per 2
ALTRE BASI DI NUMERAZIONE COMUNI (oltre alla base 10 e alle base 2)
Per quanto riguarda i computer, abbiamo precedentemente detto che l’unità di base di rappresentazione dell’informazione è il Bit. Ricapitolando quindi:
Tabella dei Codici ASCII Codice ASCII Esteso UNICODE Infine vi è ancora un ulteriore tipo di codifica, chiamato per l’appunto Unicode. La codifica UNICODE può rappresentare fino a 16 bit per carattere (Extended ASCII + caratteri etnici) con tale tipo di decodifica si possono quindi rappresentare fino a 65536 simboli ( 216 = 65.536)
Il software è la parte intangibile di un computer. Più correttamente viene definito come l'insieme delle procedure e delle istruzioni in un sistema di elaborazione dati; si identifica quindi come un insieme di programmi. Il software è dunque “l’elemento” che implementa le funzionalità di un sistema di elaborazione. Il software (SW) è distinguibile in due categorie: ▪ Il software di sistema, anche detto software di base → che è quello che consente sostanzialmente di far funzionare il dispositivo; questo fondamentalmente si compone di:
I cambiamenti ed il progresso dell’informatica non sono immediati, non avvengono da un giorno all’altro. Le innovazioni possono si essere anche molto veloci, ma richiedono poi un certo tempo per estendersi ed essere acquisite da tutto il sistema. Quindi l’innovazione dell’hardware implica l’innovazione del sistema operativo, che a sua volta implica l’innovazione del sistema applicativo. (i software in media vengono rilasciati ogni 2/3 anni). Per quanto riguarda l’hardware, invece vengono rilasciate in continuazione nuove innovazioni. Mediamente quindi possiamo dire che i tempi di evoluzione dell’hardware rientrano circa nei 6 mesi. (quando compriamo un computer di ultimo modello, fondamentalmente è già in produzione il nuovo modello). Altri Tipi di Programmi I software possono essere raggruppati in molteplici categorie:
Il Termine BIOS deriva dal greco, parola il cui significato è Vita. Il termine BIOS è però anche acronimo di → B asic I nput O utput S ystem (BIOS = ROM) Sostanzialmente il BIOS è una parte di memoria che si trova all’interno del dispositivo, all’interno della quale vi sono memorizzate istruzioni di funzionamento. Il BIOS è però più frequentemente chiamato memoria ROM. (attenzione a non confondere con la RAM)
I vecchi Sistemi Operativi (SO) potevano eseguire soltanto un programma per volta. Oggigiorno il sistema multitasking è integrato in tutti i sistemi operativi, con tale sistema vi è invece la possibilità per l’utente di utilizzare più programmi ed applicazioni per volta. Ma come è possibile ciò con una sola CPU? CPU è la Sigla di central processing unit, ovvero la componente di un calcolatore, detta anche processore, che carica le istruzioni dei programmi in memoria, le interpreta e manipola i dati di conseguenza. I CPU d’oggi sono diventati “intelligenti” e capaci di assegnare se stessa (tempo di elaborazione) ai diversi programmi in base alla necessità. In parole povere si parla di Multitasking preempitive: l’accesso al processore (CPU) è regolato dal SO in base all’occorrenza I SISTEMI MULTITHREADING I sistemi Multithreading sono in genere programmi che elaborano i dati e i comandi in ordine sequenziale. (Per sistemi mono-processore) solo quando un’operazione è stata portata a termine possono iniziarne un’altra. In un SO multithreading i programmi applicativi possono svolgere più operazioni parallelamente (ad esempio stampare e correggere un file conteporaneamente)