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1. Cos’è l’informatica ● Informatica = insieme di processi e tecnologie per creare, raccogliere, elaborare, memorizzare e trasmettere informazioni con strumenti automatizzati ● Deriva da information + automatique (francese) ● Funzioni principali: ○ elaborazione informazioni ○ memorizzazione informazioni ○ organizzazione delle informazioni ● Due livelli integrati: ○ Hardware = parte fisica ○ Software = parte logica (istruzioni) 2. Hardware e architettura del computer Computer e sistema ● Computer = macchina che elabora dati codificati ● Sistema = insieme di componenti che collaborano ● Un computer può essere: ○ sistema autonomo ○ parte di un sistema più grande (Internet)
Architettura di Von Neumann ● Programma e dati nella stessa memoria ● Componenti:
- CPU ■ Unità di controllo ■ ALU (operazioni aritmetiche e logiche)
- Memoria centrale
- Input
- Output
- Bus ● Ciclo: prelievo → decodifica → esecuzione istruzione
CPU ● Parte “pensante” del computer ● Contiene registri (memoria interna) ● Funziona grazie al clock ● Frequenza clock = velocità CPU ● Tutto è rappresentato in bit
Memorie ● RAM = memoria centrale, volatile ● Memorie di massa = dati persistenti ● ROM = sola lettura, non volatile ● Cache = memoria veloce tra CPU e RAM ○ Località spaziale ○ Località temporale
Legge di Moore ● Transistor raddoppiano ogni 18 mesi ● Limiti fisici → sviluppo multicore
3. Software e dati ● Software = istruzioni per l’hardware ● Tipi: ○ Sistemi operativi ○ Programmi applicativi
Pensiero computazionale ● Metodo per risolvere problemi ● Basato su astrazione
Dato vs informazione ● Dato = fatto grezzo ● Informazione = dato + contesto
4. Strutture dati ● Lista = sequenza ordinata, lunghezza variabile ● Coda (FIFO) = primo entra, primo esce ● Pila = inserisci/rimuovi in testa ● Array/Vettore = ordinato, lunghezza fissa ● Insieme = non ordinato, elementi unici ● Dizionario = coppie ID–valore ● Albero = struttura gerarchica ○ radice, nodi, foglie ● Grafo = nodi + archi ● Matrice = array bidimensionale 5. Algoritmi ● Algoritmo = procedura passo-passo che prende un input e produce un output ● Serve a manipolare i dati organizzati dalle strutture dati ● Programmatore = chi crea algoritmi e li traduce in programmi ● Non esiste un linguaggio universale → si usa spesso il pseudocodice (leggibile dall’uomo)
Esempio di algoritmo (somma di due numeri) ● Input: due numeri A e B ● Passi:
- leggi A
- leggi B
- calcola C = A + B
- stampa C ● Output: C (somma)
Classificazione dei metodi ● Safe = non modificano lo stato del server (es. GET) ● Idempotenti = più richieste identiche hanno lo stesso effetto di una sola (GET, PUT, DELETE)
Struttura messaggi HTTP ● Header = metadati della comunicazione (browser, server, tipo contenuto, ecc.) ● Payload (body) = dati trasmessi (può essere vuoto) ● Codice di stato (nelle risposte):
- informativa
- successo (es. 200 OK)
- redirezione
- errore client
- errore server 9. Internet e reti ● Internet ≠ Web ● Comunicazione: ○ commutazione di circuito ○ commutazione a pacchetto ● TCP/IP = suite di protocolli
IP ● IPv4 / IPv ● Indirizzi statici o dinamici
DNS ● Traduce nomi in indirizzi IP
Router ● Instrada pacchetti ● Non legge il payload
10. Bit e byte ● Bit = 0 o 1 ● Byte = 8 bit ● Teoria dell’informazione (Shannon) 11. TCP ● Trasmissione affidabile ● Riordino pacchetti ● Three-way handshake 12. Markup e HTML ● Markup = annotazione strutturale ● HTML = linguaggio di markup del Web
13. Python ● Linguaggio di programmazione di alto livello e interpretato ● Creato da Guido van Rossum ● Punta alla leggibilità del codice
Sequenza di istruzioni (statement) ● Assegnazione : a = 10 ● Condizione : if a < 20: ● Ciclo for : for i in range(10): ● Ciclo while : while a > 0:
Interprete Python ● Programma che traduce le istruzioni Python in linguaggio macchina ● Due modalità: ○ Script = codice in file eseguito tutto insieme ○ Interattiva = istruzioni eseguite una alla volta
Interprete interattivo ● Avviato da terminale ● Prompt: >>> ● Utile per test rapidi e per principianti
Notebook, Jupyter e kernel ● Notebook = documento con celle ○ celle di codice ○ celle di testo ● Jupyter Notebook / Colab = esegue Python nel browser ● Kernel = motore che esegue il codice ○ viene avviato all’apertura del notebook ○ mantiene lo stato delle variabili
Regole per i nomi delle variabili ● Possono contenere lettere e numeri ● Non possono iniziare con un numero ● Usano lettere minuscole ● Carattere speciale consentito: underscore (_)
14. Elaborazione del linguaggio naturale (NLP) ● Obiettivo: far svolgere ai computer compiti che coinvolgono il linguaggio umano
Operazioni principali ● Tokenizzazione = separare il testo in parole ● Lemmatizzazione = ricondurre parole al lemma (forma base) ● Stemming = rimozione dei suffissi ● Segmentazione frasi = dividere il testo in frasi ● POS tagging = assegnare a ogni parola la parte del discorso ● NER = riconoscere entità (persone, luoghi, date, ecc.) ● Coreferenza = collegare espressioni che indicano la stessa entità
