Anteprima parziale del testo
Scarica Informatica-Informatica sbobinature lezioni. e più Sbobinature in PDF di Fondamenti di informatica solo su Docsity!
5/6/25, 7:41 PM ‘about:blank Informatica sbobinature lezioni Lezione 1 LE TECNOLOGIE INFORMATICHE PER L’AMMINISTRAZIONE DEFINIZIONI INFORMATICA Il termine informatica è stato introdotto nel 1968 e deriva dal francese (informazione automatica). È la sclenza che si pone come obietva la rappresentazione e l'elaborazione dell'informazione. Uno dei primi problemi è quello di trovare la modalità di rappresentare l'informazione ed elaborarla. Secondo l’ACM l'informatica può essere definita come lo studio sistematico degli algoritmi che descrivono e sviluppano l'informazione: la loro teorîa, l'analisi, il progetto, l'eficienza, la realizzazione e l'applicazione. L’ACM mette in risalto il concetto di algoritmo. L'informatica è molto più complessa di una disciplina meramente applicativa: prevede un approccio scientifico e la componente di ricerca scientifica è molto forte. È sia applicazione che ricerca scientifica: la ricerca scientifica consente di trarre dei risultati che vengono riportati in contesti industriali e viceversa a partire dallo studio dci contesti industriali viene alimentata la ricerca ponendosi obietYvi sempre nuovi. ALGORITMO L'algoritmo è una sequenza di istruzioni che consentono di elaborare informazioni. Un algoritmo ha alcune caratteristiche: - èfinito deve avere un numero finito di passi; - è generale e deve riguardare classi di problemi: ex l'algoritmo del bancomat inelude più casì: prelevare, fare un'altra operazione, correggere l'introduzione della carta inserita in mado errato. - è comprensibile l’esecutore deve comprendere il linguaggio - è ripetibile deve consentire di ottenere gli stessi risultati gli stessi dati - è deterministico e non ambiguo non può essere oggetto di interpretazione da parte dell'esccutore (cx la ricetta di una torta non può essere un algoritmo, ci sono istruzioni del tipo “aggiungere un pizzico di sale"). - È corretto; - È effciente Deve pervenire alla risoluzione del problema velocemente c usando la minima quantità di risorse fisiche (vi sono algoritmi corretY ma non cficienti) La creazione di un algoritmo presuppone comunicazione con l’ambiente esterno, è un processo con il quale entrano dei dati ed escono dei risultati. Tra dati e risultati ci sono delle istruzioni. L'algoritmo non è altro che una modalità per risolvere un determinato problema. SÌ individua il problema, si individua l'algoritmo ,sî trasferisce l'algoritmo al calcolatore traducendolo in un linguaggio ad esso comprensibile: sì inseriscono dei dati nel computer e sì ottengono dei risultati LINGUAGGIO DI PROGRAMMAZIONE 1/20 5/6/25, 7:41 PM ‘about:blank Informatica sbobinature lezioni Consiste nel linguaggio che consente di trasformare un algoritmo sotto forma di programma (il linguaggio di programmazione) che può essere compreso dal computer. Esistono molteplici linguaggi di programmazione. | linguaggi più noti sono Fortran, Cobol, Pascal, Ada {prescelto dal dipartimento di difesa degli Stati Uniti), Java. AMBIENTE DI PROGRAMMAZIONE L'ambiente di programmazione, ovvera l'insieme degli strumenti che facilitano la scrittura dei programmi e la verifica della loro correttezza comprende sempre: > Veditor Serve per scrivere i programmi sorgente, cioè i programmi scritY în un linguaggio di programmazione di alto livello. - Il compilatore/l'interprete Il compilatore opera la conversione del programma sorgente in programma oggetto, direttamente eseguibile dall'elaboratore c sc il compilatore incontra errori non gencra il programma oggetto; l'interprete esegue direttamente il codice sorgente senza tradurlo nel linguaggio della macchina (è una sorta di processore di alto livello) - - Iilînker Se ci sono vari programmi collegati tra loro, det moduli, ciascun modulo può essere compilato separatamente e il linker li collegherà insieme in un unico programma eseguibile - debugger Serve per eliminare errori eventualmente presenti în un programma, che viene controllato nel corso della sua esecuzione (aiuto ulteriore oltre il compilatore). ARCHITETTURA DEI SISTEMI INFORMATICI Per sistema informatico sì intende un sistema complesso costituito da una serie di parti che interagiscono tra di loro. Le parti principali sono l'hardware (la parte tangibile, l'insieme dei dispositivi fisici che costituiscono l'elaboratore e che permettono l'esecuzione materiale delle operazioni) e il software (la parte non tangibile, l'insieme delle applicazioni, dette anche programmi, finalizati alla soluzione di determinati problemi c allo svolgimento di atYvità] Hardware - CPU La parte del sistema che svolge, elabora e coordina il trasferimento dei dati. Ha il compito di eseguire î programmi (interpreta ed esegue le istruzioni da cui sono composti i programmi). = Memoria centrale Memorizza î dati e i programmi utili al funzionamento dell'elaboratore. Ha capacità itata ed è volatile (il suo contenuto viene perduto quando il calcolatore viene spento] - Memoria secondaria (o di massa) Vicne utilizzata per memorizzare grandi quantità di dati c programmi. L'informazione è persistente ma l'accesso è meno rapido dî quello alla memoria centrale. La memoria di massa di un personal computer è costituita în primo luogo da un disco fisso (hard disk) inamovibile e dall'elevata capacità. ma anche da floppy disk, chiavi, dischi ot Yci (compact disk). = Unità periferiche Sono utilizzate per far comunicare il calcolatore con l’ambiente esterno (ex 2/20 5/6/25, 7:41 PM ‘about:blank Informatica sbobinature lezioni le principali tematiche sono la creazione di banche dati pubbliche, le interfacce versa il cittadino (consentono la comunicazione reciproca), la dematerializzazione della documentazione (con i documenti digitali). la gestione telematica delle atY'vità [consentono la comunicazione tra persone che operano in settori diversi sulle stesse atY'vità), la contabilità, l'automazione. - Informatica per le professioni legali Si tratta dell'insieme dei processi e degli strumenti che consentono di automatizzare la gestione degli ufici di avvocati e notaî. = Informatica per la didatfca giu APPLICAZIONI NUMERICHE Rappresentano il punto di partenza del calcolo automatico e prevedono il supporto dell'informatica nei diversi settori (ex statistica, giacimenti petroliferi.) APPLICAZIONI GESTIONALI Consistono nell’applicazione di sistemi informativi integrati (banche. atYvità finanziarie...) per favoriro il passaggio di informazioni (cx chi effettua la vendita può aggiornare in tempo reale il magazzino per consentire un riassorlimento), SERVIZI TELEMATICI Il settore telematico vede un connubio tra informatica © telecomunicazioni (ex bancomat, navigatore salellitare..) AUTOMAZIONE INDUSTRIALE Consiste nell'insieme delle tecnologie che supportano sistemi di controllo che consentono di gestire macchine e processi, Viene ridotta la necessità di intervento umano. CONTROLLO DI IMPIANTI INDUSTRIALI E EMBEDDED 1 calcolatori sono usati per il controllo automatico dei processi industriali. 4/20 5/6/25, 7:41 PM ‘about:blank Informatica sbobinature lezioni Lezione 2 I CALCOLATORI CODIFICA DI DATI E ISTRUZIONI DI UN PROGRAMMMA UNITA" DI INFORMAZIONE Il bit (binary digit) è la più piccola unità di informazione memorizzabile ed elaborabile da un computer. Può assumere 2 soli valori: 1 e fi. Un sistema binario è în grado di tradurre facilmente ciò che avviene a livello fisico in un computer: assenza e presenta di un segnale. Un byte è costituito da 8 bit ed è utilizzato per produrre 2° combinazioni differenti di bit. 1 byte possono essere raggruppati in insiemi più grandi di parole di 16, 32, 6ffi 0 128 bit, a seconda dell'età e della potenza della macchina. TIPI DI DATI Ci sono diversi tipi di dati: numeri (naturali, reali, interî,fraziona TutY i dati devono essere trasformati in sequenze di bit. tosti, immagini, suoni. CODIFICA DEI NUMERI SISTEMI DI NUMERAZIONE Lo quai (Sistema che utilizza ifi cifre con un metodo posizionale, in base a cui ogni cifra assume un preciso valore in base alla posizione în cui sî trova] In informatica vengono utilizzati altri sistemi di numerazione: il sistema binario (che sì basa sull'utilizzo di bit), ma anche sistemi di tipo ottale (in base 8) ed esadecimale (base16]. numeriche vengono generalmente espresse utilizzando un sistema di numerazione decimale RAPPRESENTAZIONE DI NUMERI NATURALI Un qualsiasi numero costituito da m cifre è rappresentato in un sistema in base p da una sequenza di cifre aufcifra più significativa), a-(cifra meno significativa), n°m-1, aL (cifre generiche] [fi..p-11 In un sisterna decimale p-1 =9. Exil sistema è decimale, quindi p=tfî. tl numero m è composto da 3 cifre, quindi m-3. Il numero è rappresentato dalla sequenza di cifre a,, as, ax, dove la cifra più significativa è a. meno significativa è ax che può assumere valori compresi nell'intervallo [f..9] Nel 123 la cifra as assume valore 3, la cifra ar assume valore 2, la cifra a; assume valore 1. Quindi un qualsiasi numero è sempre rappresentato secondo questo criterio. Un numero naturale N, composto da m cifre, in base p, si esprime come: Npan P'+ api: PI++ agg P+ ta N°m1 Expetfi m=3 numero=587 587=5- 1+8- 16+7- 18 CONVERSIONE DA BASE 2 A BASE if 5/20 5/6/25, 7:41 PM ‘about:blank 43 ifini 2 Litfi +2 Lhithi 1 I + Tit Fi Tini fi Tai Informatica sbobinature lezioni CODIFICA DI CARATTERI 1 caratteri vengono codificati mediante sequenze di bt utilizzando un codice di traduzione. Il più noto codice dî traduzione è l codice ASCII, che codifica 7 bit e nella forma più estesa 8 bit. L'ASCII codifica i caratteri alfanumerici (lettere maiuscole, minuscole € numeri, compreso lo spazio), i simboli, alcuni caratteri di controllo che non rappresentano simboli visualizzabili (return, tab... Quindi nel momento în cui si preme un tasto sulla tastiera un codice lo converte in bit e byte. CODIFICE DELLE IMMAGINI Anche le immagini sono codificate come sequenze di bit in un passaggio detto digitalizzazione. Per effettuare il passaggio l'immagine deve essere suddivisa in una griglia di punti det pixel. Ogni pixel è descritto da un numero (rappresentato da 8, 16, 2ifi 0 32 byte) c ogni numero rappresenta un colore ben preciso. La risoluzione è un concetto molto utilizzato nel gergo comune: la risoluzione consiste nel numero di pixel che entrano in un pollice. Maggiore è la risoluzione, maggiore è la qualità dell'immagine. Spesso la rappresentazione dell'immagine richiede molta memoria e per questo sono introdotte delle tecniche di compressione come le tecniche di tipa lassless, che non provocano perdite di informazione e sono adatte per ampie aree monocratiche, o le tecniche di tipo lossly, che provocano una predita di informazione e sono adatte per immagini con molti colori. Ci sono diversi standard di codifica: JPEG, GIF, PNG. OPERAZIONI ARITMETICHE Le operazioni aritmetiche costituiscono il motore per elaborare l'informazione nella memoria della macchina, Ex somma binaria Si effettua per colonna da destra a sînistra andando ad individuare i riporti se la somma su unha colonna supera la base. fiefi=fi fidi defi 1+1=fi riporto di 1 1 11° riporti Exifitifiti + ALRGRIL filifiti fi 7/20 5/6/25, 7:41 PM ‘about:blank Informatica sbobinature lezioni ALGEBRA DI BOOLE Operazioni particolarmente utilizzato nel computer sono quelle logiche. Per fare questo si introduce l'algebra booleana, in cui le variabili e le funzioni possono avere solo valore fi (falso) e 1 (vero). Questo tipo di algebra è basata su 3 operazioni logiche: AND, OR (operatori binari), NOT (operatore unario). Exse il numero x è positivo e il numero y è positivo allora sommali. Si scriverà: x AND y (si devono verificare entrambe le condizioni). Queste operazioni sono scandite con tavole di verità. A B 5 AORANDE fi fil fi \VEECHI| fi Il 1] Il fil 1 fil fil it aL} fi TI fi fi 1° 1 1 fi | 1 1 1 | 1 A NOTA 1 fi Valgono la proprietà commutativa (A OR B = B OR A), la proprietà distributiva di uno verso l’altro (A OR (B AND C) = (A OR B) AND (A OR C)) Se ci sono delle espressioni complesse vengono applicate delle regole: NOT ha la massima precedenza, poi viene AND e infine OR: se ci sono delle parentesi vengono prima i valori tra parentesi; 2 espressioni booleane sono uguali se sono uguali le loro tabelle di verità. LA MACCHINA DI VON NEUMANN Nel 19ffiffi Neumann entra a far parte di un progetto per realizzare un documento che sintetizzî le caratteristiche che deve possedere un calcolatore (un modello universale). Egli individua un modello caratterizzato dalla presenza un dispositivo di memorizzazione, che utilizza un’aritmetica di tipo binario, con la necessità di effettuare una separazione tra dispositivo di memorizzazione e dispositivo di elaborazione dei dati. ELEMENTI = Unità di elaborazione CPU Contiene tut i dispositivi clettroni dalla memoria centrale, - Memoria centrale Contiono tutte lc informazioni necessarie per eseguire un programma {lc istruzioni dei dati); - Periferiche che acquisiscono, interpretano ed eseguono i dati estracndol 8/20 5/6/25, 7:41 PM ‘about:blank Informatica sbobinature lezioni Per pater svolgere queste operazioni la CPU ha bisogna di una serîe di registri: il registro dati, è il registro nel quale vengono trasferite le parole a e dalla memoria centrale, contiene il dto attualmente oggetto di elaborazione e il risultato al termine dell'esecuzione: il registro indirizzi, che contiene la collocazione di un determinato dato all’interno della memoria; il registro contatore del programma, che individua la prossima istruzione che deve essere svolta; il registro interruzioni, che da informazioni sullo stato di funzionamento delle periferiche; il registro dell'istruzione corrente, che dice quale istruzione è nell'elaborazione attualmente. i sono altri registri annessi: il registro di stato, che riporta tut i risultati delle operazioni espletati dall'unità aritmetica logica (ALU); i registri operandi che svolgono | ruolo di immagazzinare delle informazioni man mano che l'ALU svolge delle operazioni. TutY i registri sono accessibili in maniera molto rapida. SEQUENZA DI LETTURA ci sono 2 elementi fondamentali: la CPU e la memoria centrale. L'operazione di lettura viene svolta mediante la loro interazione. 1- L'unità di elaborazione deve caricare l'indirizzo della parola di memoria che desidera leggere nel registro e trasmetterlo alla memoria centrale tramite il bus di sistema (si prende l'indirizzo dell'istruzione © si trasferisce tramite un bus di sistema alla memoria centrale stessa). EX vai all’interno della cella 123 della RAM. 2- La CPU trasferisce l'istruzione dî leggere EX vai all'interno della cella 123 e leggi (c'è scritto t2) 3- La memoria deve eseguire l'operazione di lettura EX prendi l'istruzione dalla memoria centrale e trasferisci il contenuto della cella 123. cioè ll numero ffi2, all'interno del registro di dati ffi- Confermare che l'istruzione è stata eseguita EX invia un messaggio di controllo con il quale si conferma che il ffi2 è stato cffetYvamente memorizzato nel registro dei dati. OPERAZIONE DI SCRITTURA 1-_ L'unità di elaborazione deve caricare l'indirizzo della parola di memoria che desidera scrivere nel registro e trasmetterlo alla memoria centrale tramite il bus indirizzi; Carìcare il dato da scrivere in memoria nel registro dati (tramite il bus dati il contenuto del registro dati viene trasferito alla memoria centrale); 3-. Richiedere un'operazione di scrittura invianda il comando tramite il bus di controlli ffi- La memoria eseguo l'operazione di scrittura che sposta il contenuto dol registro dati ricevuto tramite il bus dati nella parola indirizzata; 5- La memoria segnala all'unità di elaborazione che l'operazione è terminata. LE INTERFACCE DI INGRESSO/USCITA Le interfacce possono avere caratteristiche diverse. Sî possono individuare. 3 registri principali: il registro dati, che riporta il dato che deve essere letto o scritto: il registro comando della periferica, che contiene l'operazione da eseguire: il registro di informazioni sulla stato, che contiene informazioni sullo stato della periferica. ESEMPIO Vogliamo calcolare il valore dell'espressione: (atb) (crd), volendo effettuare l'operazione andando a leggere i valori delle variabile a, b, c. d. da un dispositivo di ingresso e scrivendo il risultato in un dispositivo di uscita (ex lo schermo). 10/20 5/6/25, 7:41 PM Informatica sbobinature lezioni ‘about:blank 11/20 5/6/25, 7:41 PM Informatica sbobinature lezioni ‘about:blank 13/20 5/6/25, 7:41 PM Informatica sbobinature lezioni ‘about:blank 14/20 5/6/25, 7:41 PM Informatica sbobinature lezioni ‘about:blank 16/20 5/6/25, 7:41 PM Informatica sbobinature lezioni ‘about:blank 17/20 5/6/25, 7:41 PM Informatica sbobinature lezioni ‘about:blank 19/20 5/6/25, 7:41 PM Informatica sbobinature lezioni ‘about:blank 20/20 
