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ELEMENTI DI INFORMATICA
ARGOMENTI :Architettura dei sistemi informatici; Codifica binaria dell’informazione;
Algoritmi e Programmazione; Reti di Calcolatori; Software personale e di produttività.
CHE COS’ E’ L’INFORMATICA:
Scienza e tecnica dei calcolatori elettronici NO
Scienza dell’informazione NO
Scienza della rappresentazione e dell’elaborazione dell’informazione NO
Studio sistematico degli algoritmi che descrivono e trasformano l’informazione: la loro
teoria, analisi, progetto, efficienza, realizzazione e applicazione. SI
ALGORITMO: Sequenza di operazioni eseguibili da uno strumento automatico.
Sequenza di passi che portano alla realizzazione di un compito.
CALCOLATORE ELETTRONICO: Esecutore di algoritmi descritti tramite programmi,
sequenze di istruzioni scritte in un opportuno linguaggio, comprensibile al calcolatore.
LINGUAGGI DI PROGRAMMAZIONE: Linguaggi che consentono di scrivere gli
algoritmi sotto forma di programmi che possano essere compresi dal calcolatore.
ARCHITETTURA DEI SISTEMI INFORMATICI: Il termine sistema informatico viene
utilizzato per indicare oggetti interagenti estremamente diversi tra loro.Studiare
l’architettura di un sistema informatico significa individuare ciascuna sua parte,
comprenderne i principi generali di funzionamento e capire come le varie parti
interagiscono fra di loro.
ALTRI SISTEMI INFORMATICI OLTRE IL PC: Workstation; Mini calcolatori; Main frame; Embedded.
HARDWARE: L’insieme dei componenti fisici del sistema. L’hardware di un elaboratore è
composto da un insieme di elementi funzionali, presenti in ogni elaboratore:
-CPU (L’unità di elaborazione o processore “CPU – Central Processing Unit”, è la parte
del sistema che svolge le elaborazioni e coordina il trasferimento dei dati all’interno
dell’intero sistema informatico. Il processore ha il compito di eseguire i programmi, cioè
di interpretare ed eseguire le varie istruzioni di cui i programmi sono composti)
-RAM (la memoria centrale “RAM – Random Access Memory” è utilizzata per
memorizzare dati e programmi utili al funzionamento del sistema informatico. La memoria
centrale ha in genere capacità limitata. Inoltre essa è volatile, cioè il suo contenuto viene
perduto quando il calcolatore viene spento. In compenso l’accesso all’informazione in
questo tipo di memoria è molto rapido)
-Memoria di massa o secondaria (è utilizzata per memorizzare grandi quantità di dati e
programmi. In questo tipo di memoria l’informazione è persistente, cioè non viene persa
quando il calcolatore viene spento. D’altro canto l’accesso alla memoria secondaria è
molto meno rapido di quello alla memoria centrale)
-Unità periferiche (utilizzate per far comunicare il calcolatore con l’ambiente esterno. Le
unità periferiche più comuni includono i terminali dotati di una tastiera e di un video, le
stampanti, mouse, etc)
-Bus di sistema (collega tutti gli elementi funzionali elencati in precedenza e consente
così lo scambio di dati tra di essi)
SOFTWARE: L’insieme dei programmi che vengono eseguiti dal sistema.
USB: unica interfaccia per collegare periferiche accessorie, sostituendo le porte parallele
e seriali e altri ingressi e uscite presenti sui computer. E’compatto, in contenitore
funzionale ,si ha la possibilità di utilizzare terminazioni esterne o integrate nel contenitore
e non è necessaria nessuna alimentazione esterna essendo autoalimentato.
ALTRI TIPI DI MEMORIA: ROM (Read Only Memory);PROM (Programmable ROM);
EROM (Erasable ROM);EPROM (Erasable Programmable ROM).
BLUETOOTH: Bluetooth è uno standard di trasmissione dati per reti senza fili (WPAN:
Wireless Personal Area Network). Fornisce un metodo per scambiare informazioni a corto
raggio tra dispositivi diversi attraverso una frequenza radio (2,45 GHz. Per ridurre le
interferenze divide la banda in 79 canali). Bluetooth cerca i dispositivi coperti dal segnale
radio entro un raggio di qualche decina di metri mettendoli in comunicazione tra loro.
RETI DI CALCOLATORI:
-Reti locali , veloci e che collegano tra loro calcolatori e terminali fisicamente vicini tra
loro, mettendo a disposizione servizi quali stampa, e memoria di massa
-Reti geografiche che collegano elaboratori a grande distanza, più lente e che
consentono applicazioni distribuite.
Una rete di calcolatori è un insieme di computer collegati tra loro in qualche modo
su cui vigono un certo numero di convenzioni (o più correttamente protocolli di
comunicazione) che permettono ai computer di scambiare tra loro informazioni.
Internetworks: insieme di reti collegate tra loro anche non omogenee.
Arpanet: Nacque a metà degli anni '60 del secolo scorso (ai tempi della guerra fredda); il
DoD (dipartimento della difesa degli USA) volle una rete robustissima anche in caso di
catastrofi, in grado di non interrompere le connessioni in atto anche se alcune sue
componenti fossero state distrutte.
Si scelse quindi una rete a commutazione di pacchetto.
Rete connectionless: L’informazione da trasmettere è divisa in pacchetti che viaggiano
indipendentemente gli uni dagli altri, possono prendere strade diverse ed arrivare in
ordine diverso da quello di partenza o non arrivare affatto. In questo modo, se una linea
cade o un collegamento è troppo occupato, i pacchetti possono trovare un percorso
alternativo per inviare i dati. Questo processo avviene attraverso router: tutto quello che
fanno i router è capire se un pacchetto deve essere inviato all'interno di una delle reti a
cui sono essi stessi collegati ;se così non è, indirizzano il pacchetto a un altro router.
Internet: rete di reti di computer collegati liberamente che accettano di condividere
informazioni avvalendosi di particolari protocolli. Internet collega decine di migliaia di
queste reti, e si raddoppia all'incirca ogni anno.
Cloud computing: (in italiano nuvola informatica) indica un insieme di tecnologie che
permettono di ottenere servizi, di memorizzare, archiviare, elaborare dati grazie all'utilizzo
di risorse hardware e software distribuite in rete. Ci sono molti motivi per scegliere il
cloud computing, anzi, molti di noi lo usano senza saperlo, come nel caso dei milioni di
utenti di Gmail, Flickr o Picasa. Affidarsi alle applicazioni web significa risparmiare
denaro, non dover aggiornare il proprio sistema per poter installare le applicazioni più
recenti e dormire sonni tranquilli, perché nemmeno una catastrofe ci farà perdere i dati. È
possibile, di fatto, usare un computer poco potente e riuscire a fare praticamente
qualsiasi cosa, con poche differenze, rispetto ad un computer di livello più alto.
OVERFLOW E UNDERFLOW: Con la notazione in complemento a 2 ripartiamo i 2
n
diversi numeri che possiamo scrivere in n bit tra positivi e negativi.In tal caso il più grande
numero positivo che possiamo scrivere in n bit è 2
n-
- 1 .Overflow e Underflow sono
condizioni in cui si ha un errore nella rappresentazione del risultato di una operazione .Si
ha errore se si supera la capacità di rappresentazione con il numero di bit disponibili.
NUMERI FRAZIONARI: sono numeri compresi tra zero e 1 che si rappresentano con uno
zero, la virgola e una sequenza di cifre che rappresentano una frazione di unità
N
p
=a
p
+a
p
+...+a -n
p
-n
Ad esempio 0. 10
Da binario a decimale vale la stessa regola usata per gli interi:
2
0 * 2
+ 1* - + 1* - = 0. 10
NUMERI REALI-VIRGOLA FISSA:
I numeri reali sono dotati di una parte intera e di una
parte frazionaria.Nella rappresentazione a virgola fissa si specificano definitivamente il
numero di bit prima e dopo la virgola.
Esempio: nel numero 110101.1110 vi sono 6 bit per la parte intera e 4 per la parte frazionaria
NUMERI REALI-VIRGOLA MOBILE: Nella rappresentazione a virgola mobile si utilizza la
notazione esponenziale.Ogni numero r viene visto come r = m * b
n
m è detto mantissa, compreso nell’intervallo -1,
b è la base della notazione esponenziale (10, 2,...)
n, un intero con segno, è detto caratteristica, e viene usato come esponente
Ad esempio se b=10, il numero –331.6875 si rappresenta con la coppia m= -0.3316875 e n=
CODIFICA DEI CARATTERI-CODICE ASCII: I caratteri che costituiscono un testo
vengono codificati tramiti sequenze di bit utilizzando un codice di traduzione.
Il codice più usato è ancora il codice ASCII (American Standard Code for Information
Interchange), anche se emergono nuovi standard (UNICODE)
Normalmente un carattere viene memorizzato in un byte (8 bit), consentendo(in
estensione) fino a 256 caratteri distinti.
VARIAZIONI DELL’ASCII: Estensioni ISO Latin 1,DOS character codes,ANSI character set... ,
normalmente compatibili all'indietro con ASCII, di cui sono un estensione per i soli caratteri >127.
CODICE UNICODE: Il codice Unicode è uno standard internazionale in espansione e
contiene caratteri e simboli per molti diversi linguaggi.La versione Basic Multilingual
Plane, or BMP di Unicode usa 16 bit per rappresentare un carattere, consentendo quindi
65536 caratteri distinti
CODIFICA DELLE IMMAGINI: L’immagine è suddivisa in punti (pixel) e ciascun punto è
codificato con un numero che corrisponde ad un colore o ad una sfumatura di
grigi .Suddividiamo l’immagine mediante una griglia formata da righe orizzontali e verticali a
distanza costante, ma la digitalizzazione comporta perdita di qualità. La rappresentazione sarà
più fedele all'aumentare del numero di pixel, ossia al diminuire delle dimensioni dei quadratini
della griglia in cui è suddivisa l’immagine. Il modo più semplice di codificare una figura è quello
a bitmap (suffisso BMP): per ogni punto della figura si definisce il colore di quel punto usando
un numero. Ad esempio, in una figura di 1000x1000 punti in cui ogni punto può avere 256 colori
diversi, si dovrà usare un byte per ogni punto, con un totale di quasi 1 MB.
SISTEMI OPERATIVI
SISTEMA OPERATIVO: Componente principale del software di base, gestisce le varie risorse hardware
presenti, il quale interpreta ed esegue i comandi elementari, manda in esecuzione un programma,
stampa il contenuto di un file, lo mostra su video. Inoltre organizza la struttura della memoria di massa,
consente di leggere, scrivere, cancellare, copiare file. In un sistema multi utente deve svolgere la
funzione di gestore delle risorse disponibili, distribuendo le varie parti del calcolatore ai vari utenti. Lo
scopo del sistema operativo è quello di gestire le risorse del sistema di elaborazione rendendo agevole
l’interfaccia tra l’uomo e la macchina. Il S.O è il componente software di base che viene caricato in
memoria in fase di inizializzazione il quale definisce le politiche di gestione delle risorse, fornisce un
ambiente di lavoro virtuale e può essere visto come un traduttore da un linguaggio evoluto ed
espressivo (Linguaggio dell’Utente) ad un linguaggio primitivo e minimale (Linguaggio Macchina)
CLASSIFICAZIONE DEI SISTEMI OPERATIVI:
monoprogrammazione : il modo più semplice per gestire un elaboratore (il S.O. gestisce in modo
sequenziale i diversi programmi, uno per volta) ma con poca efficienza dell'hw a causa della diversa
velocità tra CPU e periferiche.
multiprogrammazione: vengono gestiti simultaneamente più programmi indipendenti per una gestione
ottimale (il S.O. è molto più complesso, di fatti carica contemporaneamente più programmi, mentre uno
è in attesa ne esegue un altro, la scelta dipende dalla priorità).
multielaborazione: richiedono sistemi multiprocessore (costituiti da più CPU) ed esistono due diverse
modalità:
-SIMD (Single Instruction Multiple Data) elaboratore formato da più CPU, ognuna delle quali esegue le
stesse operazioni su dati diversi
-MIMD (Multiple Instruction Multiple Data) elaboratore formato da più CPU, ognuna delle quali esegue
operazioni diverse su dati diversi.
ALTRO:
TECNOLOGIA MULTI-CORE: una CPU multicore e’ un insieme di unità di elaborazione autonome in un
unico chip.Questo tipo di architettura rispetto alla single core consente di aumentare la potenza di
calcolo di una CPU senza aumentare la frequenza di clock di lavoro. Un processore multi-core inoltre
fornisce (virtualmente) tutti i vantaggi di avere più processori fisici separati, con costi generali
decisamente inferiori.
SISTEMI DISTRIBUITI: in questi sistemi più calcolatori operano senza condividere clock o memoria ma
cooperando grazie alla connessione mediante reti di diversa natura (LAN,WAN etc.).Le principali
motivazioni per i sistemi distribuiti sono:la condivisione delle risorse; l’incremento delle prestazioni
(divisione del carico); l’affidabilità (tramite le ridondanza); la comunicazione e cooperazione (sia tra utenti
che tra programmi). I sistemi distribuiti sono anch’essi paralleli.
PERCORSO (PATH): un percorso (path) descrive dove si trova sul computer o in rete un file, elenca il
drive che contiene il documento e tutte le cartelle che si debbono aprire per trovare il documento.
WORD: programma avanzato di videoscrittura in grado di gestire la creazione di documenti testuali,
ipertestuali e multimediali.
FOGLIO ELETTRONICO: i fogli elettronici (o SPREADSHEET) sono pacchetti applicativi molto diffusi, i
quali consentono di eseguire calcoli di tipo tabellare e simulativo, con visualizzazione immediata dei
risultati (consuntivi, preventivi, budget, valutazione di investimento, piani di ammortamento, etc.)
BROWSER : un browser è un programma in grado di interpretare il codice html e visualizzare il
corrispondente documento ipermediale.
