Introduzione all'informatica: Architettura e sistemi operativi, Slide di Elementi di Informatica

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DIPARTIMENTO DI SCIENZE DEL FARMACO

CDLM IN FARMACIA

INFORMATICA

A.A. 2015 - 2016

CORSI A-L ED M-Z

Dott. Marzio Pennisi Dipartimento di Matematica e Informatica Università degli Studi di Catania [email protected]

INFORMAZIONI GENERALI

• (^) Orario delle lezioni: Martedì - Giovedì
• (^) Ricevimento: su appuntamento mandando una mail a

[email protected] (stanza 319 - studio prof. Motta)

• (^) Testo: Lucidi del prof.
• (^) Esame: Prova scritta a risposta multipla / aperta. Proposta di voto ed

eventuale orale.

- (^) Sito http://www.dmi.unict.it/~mpennisi (in fase di re-allestimento)

PROGRAMMA DEL CORSO ( WORK IN PROGRESS…)

- (^) Trattamento dell’Informazione - Introduzione all’informatica: hardware e software, analogico e digitale, bit e byte. Codifica di informazione: testuale, numerica e multimediale. - (^) Architettura dei calcolatori - (^) Principio di funzionamento del microprocessore (CPU, registri, ALU, CU). Gerarchia di memorie e dispositivi di Input/Output. - Architettura del calcolatore dal punto di vista software: Il Sistema operativo e le sue componenti. Il software applicativo; Il Kernel; i Driver; Le librerie; Il File system. - (^) Internet e le reti: - (^) Reti di computer: lan, wan, internet, indirizzi URL e IP, routing e DNS. - (^) Algoritmi (?) - (^) Definizione di algoritmo, esempi, i flow-chart, algoritmi iterativi e ricorsivi, i vettori.

CHE COS’È L’INFORMATICA?

• INFOR mazione + auto MATICA

• L’informatica raggruppa tutti quei processi,

tecnologie e metodi rivolti al trattamento

dell’informazione.

• (^) Cos’è: L’informazione? Numerica, Testuale, Multimediale (immagini, suoni, foto, video…)
• (^) Economico e commerciale

Commercio elettronico, Banche

telematiche e denaro elettronico,

investimenti,

• (^) Industriale ingegneristico, e

matematico

Progettazione (CAD, CAM),

Simulazione di sistemi complessi

• (^) Salute e medicina

Interventi a distanza, monitoring

dei pazienti a distanza

• (^) Educazione Scuola e didattica, Supporti per disabili, Apprendimento a distanza, Attività di ricerca, Formazione professionale, Enciclopedie online
• (^) Spettacolo e arte Musica digitale, Manipolazione ed animazione di immagini, Effetti speciali, Musei virtuali Campi di applicazione

ALCUNI ANTENATI

• 1674 - W. Leibnitz “scopre” il sistema binario e

concepisce il CALCOLATORE A SCATTI DI

LEIBNITZ.

• 1840 - Macchina analitica di Babbage (1840)

calcolatore a schede perforate.

• 1936 - Macchina di Turing (macchina ideale che

manipola i dati contenuti su un nastro di lunghezza

infinita). (GUARDATE “THE IMITATION GAME”)

IL COMPUTER È

INTELLIGENTE O STUPIDO?

• Il computer sa:
  • (^) eseguire operazioni elementari ad altissima velocità e memorizzare grandi quantità di dati.
  • (^) Queste operazioni vengono combinate tra di loro ed eseguite in un certo ordine su insiemi di dati in input per risolvere compiti molto complessi. Il tipo e l’ordine delle operazioni da eseguire viene stabilito nei programmi.
  • (^) I programmi sono scritti dall’uomo. Se i programmi sono scritti male (contengono degli errori logici) … il computer darà risposte “stupide”.
• (^) Il computer non sa:
  • (^) Pensare! A meno che non venga scritto un programma che riproduca la capacità di pensare…. - (^) NB: La programmabilità è una caratteristica fondamentale del computer, che lo distingue da una semplice calcolatrice.

HARDWARE E SOFTWARE

• Hardware : (letteralmente ferramenta…): l’insieme

delle componenti fisiche di un computer, di solito

formato da un insieme di componenti e circuiti

elettronici

• Software: insieme dei programmi che, eseguiti

dall’hardware, permettono al computer di svolgere

i più svariati compiti.

• (^) I computer utilizzano segnali di tipo di digitale perché:
  • (^) Computer (e processori) che utilizzano segnali digitali sono più facili da costruire.
  • (^) Le informazioni e tutti segnali digitali sono meno affetti da disturbi di

trasmissione (esempio “tv digitale terrestre”).

• (^) In particolare i computer utilizzano informazioni sotto forma di impulsi elettrici che

possono assumere solo due valori: 0 ( assenza di segnale, o interruttore spento ) e 1

( presenza di segnale, o interruttore acceso ). Tali impulsi sono detti bit (Binary digIT)

e rappresentano l’unita fondamentale di informazione dei computer.

• (^) Un bit può quindi memorizzare solo due stati. Per rappresentare lettere e numeri è

necessario utilizzare gruppi di bit. Un raggruppamento di 8 bit viene chiamato byte ed è in

grado di rappresentare 256 valori.

• (^) Codifica binaria: ogni possibile valore si ottiene provando tutte le combinazioni

possibili di 0 e 1 nelle otto posizioni disponibili del byte , per esempio 00000001,

00001111, 11111111, ecc.. Il numero 256 che corrisponde a 2

8

Dato che gran parte delle informazioni elaborate da un PC sono numeri

o lettere, il byte è stato usato come unità di misura della quantità di dati

memorizzati su computer e della capacità di immagazzinamento dei

dispositivi di memorizzazione. Come avviene per le unità di misura,

anche per i byte si sono definiti dei multipli:

PREMESSA: COS’E’ UNA CODIFICA?

• (^) E’ una Funzione! ovvero una legge che associa ad ogni elemento di un insieme ( dominio ) uno e un solo elemento di un altro insieme ( codominio ).
• (^) Esempio: Codice Morse , in cui una sequenza di punti e linee viene assegnata ad ogni lettera dell'alfabeto inglese.
• (^) Nel nostro caso: - (^) Dominio: Insieme dei possibili valori rappresentabili dal computer attraverso bit e bytes. - (^) Codominio: dipende da quello che vogliamo rappresentare! - (^) Numeri interi (positivi e/o negativi) - (^) Numeri Reali, - (^) Caratteri, - (^) Immagini, - (^) suoni.

COME VENGONO

RAPPRESENTATI I CARATTERI?

• (^) Viene usata una codifica: si associa un valore (numerico…

rappresentato a sua volta da una sequenza di bit) ad ogni carattere.

• (^) Codifiche standard:
  • (^) ASCII, 8 bit per carattere, rappresenta 256 caratteri.
  • (^) UNICODE, 16 bit per carattere (ASCII e caratteri etnici.)
• (^) Codifiche proprietarie:
  • (^) MSWindows, 16 bit per carattere – simile ad UNICODE.

ESEMPI

• (^) “Computer” in ASCII diventa:
• (^) C =67=01000011, o =111=01101111, m =109=01101101, p =112=01110000, u =117=01110101, t =116=01110100, e =101=01100101, r =114=01110010.
• (^) 01000011- 01101111- 01101101- 11100000 - 01110101 - 01110100 - 01100101- 01110010
• (^) “CENA” in ASCII diventa:
  • (^) C =67=01000011, E =69=01000101 , N =78=01001110 , A =65=01000001.

FINE