Introduzione all’informatica
1) Informatica: scienza che tratta l’elaborazione delle informazioni, cioè, ricercare soluzioni a determinati problemi
2)Classificazione di problemi: problemi che ammettono una sola soluzione; problemi che ammettono in generale
più soluzioni; problemi in cui non si sa se esistono soluzioni. Per un dato problema, l’obiettivo consiste nel
determinare tutte le possibili soluzioni ad esso, cioè, determinare un metodo di soluzione ed applicarlo ai dati del
problema.
3)Algoritmi: metodi che hanno le caratteristiche di: non ambiguità, ogni istruzione è univocamente interpretabile;
eseguibilità, ogni istruzione è eseguibile; terminazione, il metodo perviene al risultato dopo un tempo finito.
4)Un algoritmo è una procedura che risolve un dato problema in termini di: azioni; ordine di esecuzione della azioni
L’ordine di esecuzione di un algoritmo si chiama controllo dell’algoritmo. L’algoritmo deve poter essere tradotto in una
successione di istruzioni di un qualsiasi linguaggio di programmazione.
5)Un algoritmo può essere rappresentato con un diagramma di flusso costituito da simboli quali: ovale, con la parola
“inizio” e “fine”; rettangolo, “simbolo decisionale” e viene posto nei punti dove la linea di esecuzione delle azioni può
prendere diverse direzioni a seconda del verificarsi di alcune condizioni; cerchietti, simboli di connessine e vengono
messi all’inizio e alla fine, se il diagramma rappresenta solo una parte dell’algoritmo; linee di flusso, connettono tra
loro i simboli, sono orientate con frecce che indicano l’ordine con cui vengono eseguite le azioni.
6)Gli elementi che fanno parte del trattamento delle informazioni sono: i problemi; le informazioni; metodo di
soluzione; un esecutore; le interfacce.
7) La complessità è la misura dell’efficienza di un algoritmo e può essere riferita o alla memoria richiesta per
eseguire il programma o al tempo di esecuzione di un programma e, si esprime con una funzione matematica del
tipo: costante, quando il tempo di esecuzione del programma è indipendente dalla dimensione del problema;
logaritmica, quando il tempo di esecuzione è proporzionale al logaritmo della dimensione del problema; lineare,
quando il tempo di esecuzione è proporzionale alla dimensione del problema; polinomiale, quando il numero di
istruzioni da eseguire è espresso da un polinomio di grado K; esponenziale, quando il numero di istruzione da
eseguire è esprimibile da una funzione esponenziale della dimensione del problema
8)I problemi che ammettono soluzione si distinguono in: Trattabili, hanno una complessità intrinseca al amassimo
polinomiale di ordine inferiore alla decina; Intrattabili, hanno una complessità intrinseca esponenziale o polinomiale di
ordine superiore alla decina
Architettura Hardware
1)Hardware: è l’insieme delle componenti fisiche di un elaboratore: l’unità centrale è un processore, CPU, che ha il
compito di svolgere tutte le operazioni di calcolo nella sequenza appropriata; la memoria centrale, RAM, in cui si
memorizzano le informazioni elaborate e ottenute come risultato dalla CPU e i programmi; le memorie di massa che
sono una sorta di magazzino delle informazioni; i dispositivi di input/output che consentono la comunicazione tra
l’elaboratore e il mondo esterno; il bus è un meccanismo che connette le varie componenti e consente la
comunicazione tra i vari organi dell’elaboratore
2)Fasi del processo di elaborazione: Attraverso il dispositivo di input viene memorizzato nella memoria centrale il
programma che deve essere eseguito. Ciò significa che nella RAM saranno caricate le istruzioni che dovranno
essere eseguite dalla CPU; una volta eseguito il caricamento del programma nella memoria centrale, la CPU preleva
man mano tutte le istruzioni e le esegue; ogni istruzione eseguita dalla CPU può coinvolgere tutte le componenti del
sistema di elaborazione
3)Memoria centrale-RAM: ha il compito di memorizzare i dati ed il programma che li deve elaborare, e di consentire
il prelevamento della informazioni. L0intera memoria è costituita da piccole celle (di 8 bit, cioè byte), ciascuna della
quali ha un suo indirizzo.
4)Unità centrale di elaborazione- CPU: ha il compito di eseguire tutte le istruzioni di un programma. L’unità logico-
aritmetica è la componente che compie effettivamente i calcoli; l’unità di controllo gestisce la successione delle
operazioni da svolgere; i registri hanno il compito di memorizzare dati ed istruzioni, ed ogni registro ha un compito
specifico da assolvere.
5)I più importanti ed essenziali registri: contatore di programma; registro istruzioni; accumulatore; registro di stato:
registri generici
6)Le istruzioni:che possono essere eseguite da una CPU sono costituite da due parti: parte operatore che descrive il
tipo di operazione da eseguire; parte operando che rappresenta il dato su cui eseguire l’operazione
7)Registro di stato: memorizza dei valori che segnalano gli effetti provocati dall’esecuzione delle istruzioni
8)Memorie di massa: consentono di immagazzinare grosse quantità di dati, in modo permanente, senza però fornire
l’accesso al singolo byte ma piuttosto a blocchi di memoria di qualche Kbyte. Quelle più comuni sono: dischi
magnetici fissi; dischi magnetici estraibili (floppy); CD-ROM-DVD;
9)bus:realizza l’interconnessione tra i vari componenti del computer. I bus trasportano gli indirizzi, dati, istruzioni e
segnali di controllo tra i vari dispositivi interconnessi.
10)Tipi di bus: sistem bus, presente nei personal computer, ed interconnette tutti i dispositivi collegati alla CPU;
memory bus, interconnette la memoria centrale alla CPU; I/O bus, interconnette dispositivi periferici alla CPU e7o alla
memoria
11)Dispositivi di input/output: sono quelli che consentono la comunicazione tra computer e mondo esterno. Sono
interconnessi al computer attraverso dispositivi detti “porte o interfacce” di input/ output
12)Principali porte o interfacce: porta seriale; porta parallela;USB;SCSL
13)Principali dispositivi di input: tastiera; mouse; scanner; digitizer; fotocamera digitale
14)Principali dispositivi di output: video; stampante; plotter; cassa acustica
Rappresentazione delle informazioni
1)Sistema numerico binario: è il sistema di numerazione con il quale i computer compiono tutte le operazione. Il
sistema binario è i tipo posizionale, ha base uguale a due due sole cifre, indicare comunemente con 0 e 1.
2)Codifica ed organizzazione delle informazioni: per codificare le informazioni è necessario avere a disposizione
un alfabeto. Il più semplice alfabeto che esista è costituito da due soli elementi convenzionali,0 e 1, per indicare uno
stato ed il suo opposto. L’alfabeto binario si può considerare alla base della rappresentazione e della elaborazione
delle informazioni. Ogni elemento dell’alfabeto binario si chiama “bit”. Tutte le informazioni possono essere codificate
come successioni di 0 e di 1.
3)Codifica delle informazioni non numeriche: per informazioni non numeriche si intendono quelle informazioni
sulle quali è possibili eseguire le operazioni aritmetiche. Pertanto, le informazioni numeriche devono essere distinte
dai simboli che le rappresentano. La differenza fra una informazione numerica ed un “puro simbolo” è che non
possono essere eseguite operazioni aritmetiche su puri simboli. I “puri simboli” possono perciò essere utilizzati per
memorizzare qualunque informazione sulla quale non debbono essere eseguite operazioni. Una codifica consiste
nell’associare ad ogni simbolo che si vuole rappresentare una certa combinazione di bit.
4)Codice ASCII: è il sistema di decodifica usata quasi universalmente. In questo codice ogni carattere corrisponde a
una successione di 7 cifre binarie, 7 bit. Poiché un byte è la misura utilizzata per raggruppare insieme 8 bit, allora
ogni simbolo rappresentato nel codice ASCII occupa un byte. L’ottavo bit si utilizza per altre finalità, a seconda delle
varianti al codice ASCII che si vogliono adottare
5)Nel codice ASCII si codificano simboli che rappresentano: caratteri alfabetici; cifre numeriche; simboli di
interpunizione; simboli speciale
6)Organizzazione logica delle informazioni: è gerarchica rispetto alle unità elementare Bit
7)Unità logiche di informazioni: campo, è un gruppo di byte o di caratteri correlati (es.nome, data, codice, ecc) può
essere dei seguenti: numerico, se contiene memorizzati proprio numeri; alfabetico, se contiene lettere e spazi;
carattere, se contiene lettere e caratteri speciali;Record: è un gruppo di campi correlati (nome, cognome, età) un
record può anche non essere composto di campi, come nel caso dei testi, in questo caso le decomposizione viene
effettuata su righe, cioè quando si incontra il carattere “a capo”;File: è un gruppo di record correlati. Un file può
contenere programmi, testi, record, immagini, suoni.
8)Organizzazione delle informazioni in strutture: si è assunta l’unità file come contenitore elementare di
informazioni, e i dati in esso contenuti sono organizzati logicamente, per quanto concerne le elementari funzioni di
lettura e di scrittura, nei seguenti modi:sequenziale, in questo caso il file è strutturato in una sequenza di record di
grandezza fissa o variabile. Il ritrovamento di un record che procedono quello cercato; diretto, il file è organizzato in
una sequenza di record a lunghezza fissa, ciascun record ordinati logicamente secondo un indice o chiave di una
ricerca univoca, presente all’interno di ciascun record. In questo caso sono necessari due file correlati, uno costituito
dai record dei dati reali e il secondo costituito da due campi di dati: le chiavi ordinate e gli indirizzi fisici della locazione
di memoria dell’informazione.
Reti di computer
1)Reti di computer: è un entità di due o più sistemi connessi attraverso linee fisiche ed elementi di commutazione al
fine di consentire: lo scambio di messaggi tra più utenti; l’accesso ad archivi da terminale remoto; l’accesso remoto
per attivare sessioni di lavoro a distanza; la distribuzione del carico di elaborazione tra i nodi
2)Tipologie di reti di computer: LAN, reti locali. Possono connettere tra loro computer collocati a piccole distanza;
MAN, reti metropolitane le quali sono reti che connettono computer dislocati in aree assimilabili a quelle di una
municipalità; WAN, reti geografiche, ovvero reti in cui i nodi sono costituiti da reti di calcolatori
3)Sistema ISO/OSI: sviluppa un’architettura di rete standard, per garantire il trasferimento di dati tra programmi
applicativi che risiedono su sistemi diversi, attraverso: apertura/chiusura di collegamento; regole per il trasferimento
dei dati e gestione del collegamento per sospensione o sconnessione di uno dei terminali; controllo della correttezza
del messaggio tramite codici di errore; gestione dell’ordine dei messaggi ricevuti e segnalazione di corretto/errato
ricevimento:gestione della ricezione e della trasmissione e dei meccanismi di disassemblaggio/assemblaggio dei
messaggi;scelta dei percorsi da utilizzare per l’instradamento dei dati; conversione della codifica utilizzata tra
computer diversi
4)Livelli di stratificazione OSI, sono sette: livello fisico, ovvero mezzo fisico trasmissivo non è argomento della
standardizzazione in quanto dipende dalla tecnologia, è però argomento dell’OSI la gestione delle funzioni di
controllo del medesimo. Esso controlla la trasmissione dei bit; livello di collegamento, ovvero ha il compito di gestire
le connessioni dati tra interlocutori e rete, sincronizzando lo scambio dati e correggendo gli errori di trasmissione;
livello di rete, consente di mettere in comunicazione due sistemi attraverso il supporto fisico. Fornisce i mezzi per
aprire, mantenere e rilasciare connessioni di trasporto ignorando eventuali punti intermedi tra sorgente e destinatario;
livello di sessione, è l’interfaccia dell’utente nei confronti della rete e consiste nella realizzazione di un mezzo logico di
comunicazione tra utenti detta sessione; livello di presentazione, ha il compito di trasformare i dati ricevuti e
presentali all’utente in modo a lui comprensibile, effettuando operazioni di decifrazione testi, compattando e
codifica:livello di applicazione, è il livello più altro nell’architettura OSI e si pone come destinazione di tutte le attività
svolte dai livelli sottostanti. Permette ai processi applicativi di accedere alla rete.
La rete internet
1. la struttura di internet – tre livelli: 1il core,la struttura portante della rete, costituito da collegamenti ad altissima
velocità che interconnette i centri di supercalcolo;2le reti di accesso,che connettono gli utenti finali alle reti regionali o
al backbone;3le reti regionali,che fungono da collettore dell’utenza per ciascuna area geografica.
2.le funzioni di IP:-risoluzione dell’indirizzo IP,permette di stabilire se il pacchetto è destinato alla rete locale o a
quella globale;-routine,permette di instradare i pacchetti;-frammentazione e riassemblaggio dei pacchetti,consente
l’utilizzo di IP su diverse reti;-implementazione della classi di servizio,per la definizione della qualità dello stesso.
3.Indirizzamento IP:è parte integrante del processo di instradamento dei messaggi sulla rete;gli indirizzi,univoci su
tutta la rete,sono lunghi 32bit e composti dal valore decimale di ciascun byte separato dal carattere punto.
4.nelle reti a instradamento l’indirizzo è composto da due parti:1.parte rete(o area):riservata all’identificativo di
rete;è costituita da un insieme di macchine connesse allo stesso filo fisico;ogni dispositivo connesso alla stessa rete
deve vere un indirizzo con lo stesso numero di rete;dispositivi con lo stesso numero di rete nell’indirizzo devono avere
diversi numeri di nodo;2.parte nodo(o area):riservata all’identificativo di macchina;ogni macchina(host) connessa alla
rete è identificata univocamente da uno o più indirizzi IP;un indirizzo IP è costituito da una sequenza di4numeri
compresi tra 0 e 255,separata da punti;il numero più a sinistra è quello che rappresenta la rete più vasta, mentre
l’ultima cifra indica un computer specifico;c’è una corrispondenza biunivoca tra indirizzo numerico e indirizzo
simbolico, in modo tale che essi sono equivalenti.
5.classi di dispositivi delle reti ad instradamento:-nodi terminali:sono i dispositivi con cui l’utente interagisce;-
router:dispositivi che connettono le reti.
6.dispositivi per l’interconnessione tra reti:repeater;bridge;router;brouter;gateway.
7.applicativi di internet:i più comunemente in uso sono:-telnet e Rlogin:due protocolli che
permettono all’utente di collegarsi,tramite un calcolatore locale, ad un altro calcolatore remoto e connesso in rete.
Telnet consente di lavorare a distanza, in modalità interattiva, su una macchina remota utilizzandone le risorse;-
FTP:protocollo che permette di trasferire file da e verso un altro elaboratore;gestisce la sicurezza delle connessioni
attraverso lo scambio delle password;-TFTP:versione semplificata di FTP;-SMTP :protocollo che permette agli utenti
in rete di inviare posta elettronica; -SNMP:protocollo per la gestione degli apparati,specifica la modalità di
comunicazione tra le stazioni di gestione, i nodi ed il database gestionale, senza specificare alcun tipo di interfaccia.
8.www-World wide web:servizio informativo più diffuso e conosciuto su internet;offre un enorme pretesto, in cui è
possibile “navigare”tra le informazioni attraverso legami(links)che presentano varie pagine.
9.principali elementi di un web: -HTML:linguaggio con cui vengono scritte le pagine visualizzate sul video dal
browser;-browser:permettono all’utente di visualizzare informazioni e muoversi tra esse;-server WWW:rendono
disponibili le informazioni ed il protocollo di comunicazione;-XML:permette la classificazione e la ricerca di documenti
nel Web.
Interattività e animazione internet
1.Moduli html(Form):l’interazione con l’utente;gli utenti devono non solo vedere le pagine, ma anche utilizzarle,avere
la possibilità di inserire o modificare informazioni nel sito;la dinamicità si ottiene creando form(moduli)HTML che
raccolgono informazioni.
2.documenti HTML:-statici:il documento è redatto una volta per tutte ed è mantenuto nella sua forma e distribuito
immutato agli utenti che si connettono ad un server;-dinamici:il documento HTML viene generato nel momento in cui
è distribuito, da un programma specifico detto script.
L’architettura software:i sistemi operativi
1.sistema operativo:è il software che consente di utilizzare un calcolatore,coordinando e ottimizzando le attività,cioè
l’uso delle risorse da parte dei processi.
2.il sistema operativo ha una struttura a strati(buccia di cipolla):-il nucleo:lo strato che gestisce i processi e avvia
le operazioni di input/output su unità periferiche infine ha funzioni di archiviazione e ripresa del controllo;-gestione
memoria:strato responsabile dell’allocazion e dei programmi e dei dati della RAM;-gestione I/O:si occupa di rendere
disponibili e di attivare opportuni programmi, detti driver,per la gestione specifica delle periferiche;-gestione dei file
system:strato che si occupa di organizzare la memoria di massa;-interprete comandi: strato che interfaccia
l’utente;acquisisce i comandi,li decodifica e comunica agli strati più interni le operazioni da eseguire.
Linguaggi di programmazione
1.linguaggio di programmazione:deve consentire di realizzare programmi,cioè insieme di comandi dati ad un
calcolatore, al fine di risolvere tutti quei problemi che sono risolvibili mediante l’applicazione di funzioni calcolabili.
2.classificazione di linguaggi di programmazione;-linguaggi imperativi;-linguaggi funzionali;-linguaggi dichiarativi.
3.tipi di astratto di dato:costituiscono uno dei principi metodologici della programmazione; un dato, non è costituito
solo ed esclusivamente dall’insieme dei valori che può assumere, ma anche dalle operazioni che possono essere
compiute su di esso; perciò un dato assume un duplice aspetto: esso è visto come un valore che appartenente ad un
certo dominio, ma è anche visto come un argomento di alcune ben specifiche operazioni.
4.fasi della metodologia dei tipi di astratti:-fase specifica astratta:ha la finalità di individuare le caratteristiche
essenziali del dato, vale a dire quali domini di valori sono interessati e quali operazioni sono eseguibili su di essi;-fase
della rappresentazione concreta del tipo di astratto:si sceglie un linguaggio di programmazion e e si realizzano i tipi di
dato concreti e le unità di programma corrispondenti alle operazioni eseguibili sul tipo di dato preso in
considerazione.
5.elementi costitutivi del linguaggio Java:-classe:elemento fondamentale del linguaggio java,costituita dai membri
che sono campi e metodi;-campi:possono essere variabili e oggetti;-variabili :sono locazioni di memoria a cui si fa
riferimento mediante gli identificatori;ogni deve essere dichiarata di un determinato tipo;-tipi:sono semplici
(elementari) e strutturati;-oggetti:sono istanze di classi;-metodi:sono rappresentazioni delle operazioni che possono
essere eseguite sulle variabili.
Basi di dati
1.Un sistema di archiviazione è detto Base dei Dati se non c’è:ridondanza dei dati;inconsistenza dei dati;perdita
di informazioni.
2.modelli dei dati per Basi di dati:relazionale;gerarchico;reticolare;ad oggetti.
3.modello relazionale:i dati sono organizzati in tabelle,chiamate relazioni;ogni tabella è costituita da un certo numero
di colonne(gli attributi della relazione, cioè i valori appartenenti ai domini) e di righe (le nuple del prodotto
cartesiano,dette genericamente tuple della relazione).
4.schema di relazione:distingue il significato di una relazione dai valori della tuple che costituiscono a ogni istante
una relazione;è la semplice indicazione dell’elenco degli attributi della relazione,preceduto dal nome della relazione.
5.data base:insieme di relazioni
6.data base intensionale:quello costituito da tutti gli schemi di relazione.
7.data base estensionale:quello costituito da tutte le relazioni,cioè da tutte le tuple che ad un certo istante fanno
parte delle relazioni del data base.
8.chiave:un attributo si chiama così,perché determina da solo l’univocità di ogni tupla;chiave primaria:deve sempre
avere valori non nulli;in uno schema di relazione gli attributi individuati con la sottolineatura denotano solo la chiave
primaria.
9.in uno schema di relazione:-gli attributi chiave si indicano mediante sottolineatura;-esiste sempre una chiave,cioè
esiste almeno un attributo che svolge il ruolo di chiave;-è possibile che esistano più chiavi,cioè raggruppamenti di
attributi che individuano univocamente le tuple delle relazioni.
10.operazioni insiemistiche sulle relazioni:poiché le relazioni sono insieme di tuple,è del tutto naturale che su di
esse si possano eseguire le tipiche operazioni insiemistiche,quali l’unione,l’intersezione,la differenza;i risultati di
queste operazioni sono ancora relazioni;affinchè sia possibile applicare tali operazioni, è però necessario che le
relazioni siano definite sugli stessi attributi.
11.operazione di selezione:si applica ad una relazione specificando una opportuna “condizione di selezione”.
12.operazione di proiezione:si esegue su una relazione specificando alcuni dei nomi degli attributi che compaiono
nel corrispondente schema di relazione e quindi nella stessa relazione.
13.operazione di Join:definita da due o più relazioni.
