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primo modulo esame informatica 2018, Appunti di Elementi di Informatica

Università degli Studi di Firenze (UNIFI)Elementi di Informatica
Prof. Elisa Pergola

esercizi informatica per esame psicologia

Tipologia: Appunti

2018/2019

Caricato il 27/03/2019

simonec01
simonec01 🇮🇹

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CODIFICA DELL'INFORMAZIONE
CODIFICA= passaggio dal "mondo reale" al supporto fisico.
DECODIFICA= passaggio dal supporto fisico al "mondo reale".
1 byte = 8 bit
• 1 bit : 2 informazioni (0,1)
• 2 bit : 4 informazioni (00,01,10,11)
• 3 bit : 8 informazioni (000,001,010,100,011,101,110,111)
Range di valori rappresentabili su tot di bit : da 0 a (2^n bit -1)
• 1 bit : da 0 a (2^1 – 1) = da 0 a 1
• 2 bit : da 0 a (2^2 – 1) = da 0 a 3
• 3 bit : da 0 a (2^3 – 1) = da 0 a 7
OVERFLOW= quando il risultato non è rappresentabile dal numero di bit disponibili.
codifica di numeri naturali : si usano successioni di 32 bit
CODICE ASCII o CODIFICA ASCII : (anni 60) stabilisce le regole di codifica per lo scambio di
informazioni fra vari dispositivi.
• Codice ASCII (codifica su 7 bit)
• Codice ASCII esteso (codifica su 8 bit)
[aggiunta di uno 0 alla fine, per garantirne la compatibilità]
• Codifica UNICODE (codifica su 16 bit)
A – a = 32 per passare da "A" a "a" o viceversa, devo aggiungere/sottrarre 32.
INFORMAZIONE ANALOGICA= è un'informazione che può assumere qualunque configurazione;
perciò risulta impossibile distinguere il rumore del segnale.
INFORMAZIONE DIGITALE= l'informazione digitale può assumere solo 2 stati (0 e 1).
Codifica digitale:
• Vantaggi:
• si capisce su quale configurazione è intervenuto un errore
• Svantaggi:
• per unità di tempo, trasporta molta meno informazione
[problema ormai bypassato dalla velocità dei processori]
Tv analogica: a volte si vede a righine
Tv digitale: non è possibile "si vede male", o si vede o non si vede
PROCESSO DI DISCRETIZZAZIONE= passare da una "cosa" continua a una discreta.
CAMPIONAMENTO= processo che consiste nell'andare a prendere la grandezza fisica solo a certi
istanti temporali.
INTERVALLI DI CAMPIONAMENTO
ISTANTE DI CAMPIONAMENTO= momento in cui viene effettuata la rilevazione. Più sono
piccoli e meno informazione viene perduta; ovviamente non posso andare all'infinito...
QUANTIZZAZIONE= tiro delle righe e divido l'andamento della grandezza fisica in fasce. Come
nel campionamento, anche discretizzando con la quantizzazione posso perdere informazioni.
Informazine pesante= se richiede tanti bit per essere memorizzata.
Sento meglio le variazioni delle basse frequenze : infatti qui le fasce di quantizzazione sono più
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Anteprima parziale del testo

Scarica primo modulo esame informatica 2018 e più Appunti in PDF di Elementi di Informatica solo su Docsity!

CODIFICA DELL'INFORMAZIONE

CODIFICA= passaggio dal "mondo reale" al supporto fisico. DECODIFICA= passaggio dal supporto fisico al "mondo reale". 1 byte = 8 bit

  • 1 bit : 2 informazioni (0,1)
  • 2 bit : 4 informazioni (00,01,10,11)
  • 3 bit : 8 informazioni (000,001,010,100,011,101,110,111) Range di valori rappresentabili su tot di bit : da 0 a (2^n bit -1)
  • 1 bit : da 0 a (2^1 – 1) = da 0 a 1
  • 2 bit : da 0 a (2^2 – 1) = da 0 a 3
  • 3 bit : da 0 a (2^3 – 1) = da 0 a 7 OVERFLOW= quando il risultato non è rappresentabile dal numero di bit disponibili. codifica di numeri naturali : si usano successioni di 32 bit CODICE ASCII o CODIFICA ASCII : (anni 60) stabilisce le regole di codifica per lo scambio di informazioni fra vari dispositivi.
  • Codice ASCII (codifica su 7 bit)
  • Codice ASCII esteso (codifica su 8 bit) [aggiunta di uno 0 alla fine, per garantirne la compatibilità]
  • Codifica UNICODE (codifica su 16 bit) A – a = 32 per passare da "A" a "a" o viceversa, devo aggiungere/sottrarre 32. INFORMAZIONE ANALOGICA= è un'informazione che può assumere qualunque configurazione; perciò risulta impossibile distinguere il rumore del segnale. INFORMAZIONE DIGITALE= l'informazione digitale può assumere solo 2 stati (0 e 1). Codifica digitale:
  • Vantaggi:
  • si capisce su quale configurazione è intervenuto un errore
  • Svantaggi:
  • per unità di tempo, trasporta molta meno informazione [problema ormai bypassato dalla velocità dei processori] Tv analogica: a volte si vede a righine Tv digitale: non è possibile "si vede male", o si vede o non si vede PROCESSO DI DISCRETIZZAZIONE= passare da una "cosa" continua a una discreta. CAMPIONAMENTO= processo che consiste nell'andare a prendere la grandezza fisica solo a certi istanti temporali. INTERVALLI DI CAMPIONAMENTO ISTANTE DI CAMPIONAMENTO= momento in cui viene effettuata la rilevazione. Più sono piccoli e meno informazione viene perduta; ovviamente non posso andare all'infinito... QUANTIZZAZIONE= tiro delle righe e divido l'andamento della grandezza fisica in fasce. Come nel campionamento, anche discretizzando con la quantizzazione posso perdere informazioni. Informazine pesante= se richiede tanti bit per essere memorizzata. Sento meglio le variazioni delle basse frequenze : infatti qui le fasce di quantizzazione sono più

strette (con più bit). [alte frequenze: gli intervalli aumentano, tanto rilevo peggio le variazioni] Suono: varia con continuità nel tempo [discretizzo nel tempo] Immagini: variano con continuità nel tempo e nello spazio [discretizzo nel tempo e nello spazio, cioè tiro righe sia orizzontali che verticali, cioè divido l'immagine in pixel] Formati per memorizzare immagini: 2 blocchi di informazione

  • testa o header: contiene dati per interpretare l'immagine; fra cui:
    • dove tagliare l'immagine
    • dimensione spaziale dell'immagine (= numero di righe e di colonne)
    • numero di bit per pixel (maggior numero di pixel: migliore risoluzione)
  • l'immagine vera e propria (in bit) 2 modi di rappresentare le immagini:
  • IMMAGINI VETTORIALI= immagini descritte mediante un insieme di elementi grafici (punti, linee, archi, poligoni, ...).
  • IMMAGINI BITMAP= immagini descritte attraverso funzioni matematiche.
  • 8 bit per ogni RGB, 8 per trasparenze -> 4 bit per ogni pixel
  • indice a una tavolozza di colori = rettangolo con vari colori, ognuno ha il suo codice; i bit dietro ogni pixel contengono la codifica del colore Proprietà codifica delle immagini:
  • RISOLUZIONE= numero di pixel per unità di superificie (più sono, più dettagli ho)
  • PROFONDITA'= (del colore) numero di bit per ogni pixel (più sono, più colori posso fare) [dipende dal formato] Algoritmi di compressione dati : riducono le dimensioni del file. [zip]
  • algoritmi di compressione LOSSLESS= "senza perdita"; quando decomprimo l'informazione, è uguale all'originale.
  • algoritmi di compressione LOSSY= "con perdita di informazione"; quando decomprimo, l'informazione è diversa da quella iniziale. Esempi: mp3, jpeg -> eliminano quello che non vediamo / sentiamo ISTRUZIONI ARITMETICO – LOGICHE : + - * / ISTRUZIONI LOGICHE : AND , OR , NOT ISTRUZIONI DI CONTROLLO : istruzioni che alterano l'esecuzione sequenziale. Se "sì", fa una cosa; se "no", ne fa un'altra. IL PROCESSORE PROCESSORE o CPU= interpreta ed esegue successioni di istruzioni, scritte in linguaggio macchina. Dati e istruzioni sono memorizzati nella RAM; vengono recuperati in base alla loro posizione; le istruzioni vengono eseguite in modo sequenziale. Fase di FETCH = RAM -> bus -> processore Fase di DECODE = la CU decodifica Fase di EXECUTE = la ALU esegue (l'unica fase a tempo variabile)

Scopo:

  • ausilio al processore: mandano alla CPU dati e istruzioni
  • utile per l'utente: archivia dati e programmi, che rimangono reperibili anche a distanza di tempo Principi fisici in base ai quali sono realizzate:
  • principio del magnetismo
  • principio dell'elettronica [volt]
  • principi ottici [raggio laser] Volatilità: MEMORIA VOLATILE= memoria che non è in grado di mantenere l'informazione in assenza di alimentazione elettrica. (di supporto al processore) MEMORIA NON VOLATILE= memoria che mantiene l'informazione indipendentemente dall'alimentazione elettrica. (usate dall'utente per memorizzare informazioni) Velocità di lavoro delle memorie: 3 parametri ->
  • ACCESS TIME o TEMPO DI ACCESSO= intervallo di tempo fra il momento in cui una richiesta di accesso arriva alla CPU arriva alla memoria e l'istante in cui la memoria termina il proprio compito.
  • TEMPO DI CICLO= tempo di accesso + tempo che deve trascorrere prima che possa iniziare un successivo accesso alla memoria.
  • TRANSFER RATE= quantità di dati trasferiti nell'unità di tempo. [quelle più veloci sono quelle di ausilio al processore] COSTO PER BIT: costo "relativizzato" rispetto ai bit; quanto costa, dal punto di vista economico, 1 bit. MODALITA' DI ACCESSO= come si accede a un dato presente in memoria.
    • SEQUENZIALE= per accedere a un'informazione devo prima accedere a tutta l'informazione che la precede fisicamente sul dispositivo. Quindi l'accesso al dato dipende dalla sua posizione all'interno del dispositivo di memoria. Esempio: i nastri magnetici.
    • DIRETTO= consentono di reperire immediatamente il dato, indipendentemente dalla sua posizione fisica sulla memoria. (consente di avere memorie più veloci) Esempio: tutte le memorie elettroniche (RAM, chiavette, SD, SSD, ..) tranne una: la memoria cash.
    • MISTO= accesso diretto + accesso sequenziale. Esempio: i dischi magnetici. CAPACITA' : numero di bit che la memoria è in grado di memorizzare. Multipli del bit -> Byte = 8 bit KiloByte = 2^10 byte 10^3 byte MegaByte = 2^20 byte 10^6 byte GigaByte = 2^30 byte 10^9 byte TeraByte = 2^40 byte 10^12 byte PetaByte = 2^50 byte 10^15 byte ExaByte = 2^60 byte 10^18 byte
  • SI: potenze di 10 (KB)
  • IEC: potenze di 2 (KiB) DENSITA' di una memoria= numero di bit per unità di superficie. 1. MEMORIA CENTRALE o RAM
  • scopo: di ausilio al processore (mantiene dati e programmi oggetto di esecuzione)
  • memoria elettronica; memoria volatile (= quando la macchina è spenta, la RAM è vuota); memoria riscrivibile
  • memorie piuttosto veloci (più delle memorie di massa, ma meno del processore)
  • minore capacità rispetto alle memorie di massa
  • più costose rispetto alle memorie di massa
  • memoria ad accesso diretto (o casuale ) 2 categorie:
  • DRAM (dinamica) : anche quando la macchina è alimentata, non riescono a mantenere in modo permanente l'informazione. I bit [voltaggi] perdono potenza e devono essere "rinfrescati". Operazioni di lettura: distruttive!
  • SPAM (statica) : più veloci; non neseccitano del "refresh"; la lettura non è un'operazione distruttiva. "Eccezioni" : memorie elettroniche ma non volatili
  • ROM : Read Only Memory. Memoria elettronica, permanente, non volatile.
  • PROM : Programmable ROM. Riscrivibile una volta, tramite impulsi elettrici.
  • EPROM : Erasable (cancellabile) PROM. Riscrivibile più volte; ma cancellabile solo con raggi ultravioletti e specifica attrezzatura.
  • EEPROM : Elettronicamente EPROM. Riscritte tramite impulsi elettronici. Una sottocategoria: memorie flash o flash ROM (SD, SSD, Micro SD, ..) Scopo [delle ROM] : far partire la macchina.
  • fa il check up dei dispositivi collegati
  • esegue le istruzioni presenti nel firmware (la ROM stessa) per caricare il core principale [= la parte principale] del sistema operativo nella ROM.
  • ..ora posso lavorare con la macchina! [l'insieme dei 3 punti è detto fase di bootstrap ] RAM: una serie di elementi bistabili (bit) raggruppati in locazioni di memoria o celle di memoria. Indirizzo: la posizione della cella. Gerarchia ("tamponi" per alimentare la CPU in modo più continuo possibile) [vedi disegno!]
  • Registri : memorie piccole, veloci, volatili.
  • Cash (I, II, .. livello) : per ovviare alla lentezza della RAM rispetto alla CPU. Più grandi, elettriche, volatili.
  • (S)RAM : supporti esterni
  • Hard Disk : tecnologia -> magnetica / ottica / elettronica. ..memorie che lavorano per la CPU ... memorie che lavorano per l'utente ... PERIFERICHE: tutto l'hardware esterno al processore; memorie di massa + dispositivi di I/O

degli 1 sia sempre dispari. VIDEO VIDEO:

  • dimensione dello schermo: pollici (diagonale)
  • RISOLUZIONE= quanto l'immagine si vede nitida e dettagliata. Dipende da: - numero di pixel : maggior numero di pixel, più dettagli nell'immagine - dimensione dei pixel : più sono piccoli, più ce ne stanno - distanza fra pixel [entro un certo limite, altrimenti interferiscono]
  • PROFONDITA' DEL COLORE= numero di bit associato a ogni pixel. Più bit per ogni pixel, più colori per quel pixel; 1 bit per ogni pixel: immagine in bianco e nero. TV: 1. CRT , Cathode Ray Tube
    • sono i vecchi televisori "con la coda", che oggi funzionano solo con il decoder (: decodifica il segnale in ingresso, da digitale ad analogico).
    • la "coda" contiene un cannone che spara elettroni verso il video.
  • REFRESH= misurato in Hertz. Indica il numero di volte, per unità di tempo (per secondo), con cui vengono "ripassati" riga per riga i fosfori, con bombardamento di elettroni. 2. LCD , Liquid Crystal Display (video a cristalli liquidi)
    • dietro lo schermo viene emessa una luce; quando questa passa attraverso il filtro polarizzatore (una griglia) questa fa passare solo una componente della luce e tutto il resto viene bloccato. La luce viene ruotata di direzione; a questo punto la luce va a bombardare il pixel, che quindi si illumina.
  • no radiazioni (perchè non ci sono elettroni che vengono bombardati); la luce arriva dal retro dello schermo.
  • schermi LCD trasmissivi; schermi LCD punto, schermi LCD led. 3. TFT (o matrice attiva ) 4. OLED , Organic Light Emitting Diode
    • fatti da un materiale che auto-emette luce
    • dato che non c'è bisogno di una fonte dietro che emetta luce, lo spessore è praticamente nullo
    • sono schermi flessibili 5. SCHERMI TRIDIMENSIONALI
    • vediamo in 3d a causa della distanza interpupillare, per cui l'immagine vista dai 2 occhi differisce di un certo angolo. (2 immagini: una per l'occhio dx e una per il sx) 6. SCHERMI VOLUMETRICI
    • ogni schermo contiene una certa immagine; gli schermi vengono ruotati velocmente STAMPANTI 1. A IMPATTO : c'è un contatto fisico fra il foglio e la testina che effettua la scrittura
    • a MARGHERITA
    • a TESTINA ROTANTE
    • ad AGHI 2. NON A IMPATTO : non c'è il contatto foglio – testina
    • a GETTO DI INCHIOSTRO: ha dei serbatoi con l'inchiostro (nero o a colori). I serbatoi sono sulla testina (che si posta sul foglio); questa in cima ha degli ugelli dai quali esce l'inchiostro.

• LASER:

  • non ha i serbatoi, ma ha il toner (una polvere), che passa attraverso dei rulli riscaldanti che lo fissano al foglio.
  • I fogli escono caldi, ma non sbava.
  • Come funziona? Nelle stampanti laser, è presente un "cilindro" (il tamburo) che viene caricato negativamente. Sul tamburo scorre un raggio laser, che produce una configurazione di punti bianchi e neri, che disegnano ciò che è da stampare (togliendo la carica negativa). La rotazione del tamburo consente di costruire le varie righe.Dopodichè, quando una riga si avvicina al toner, i punti da stampare attirano la polvere di inchiostro (caricata negativamente); il tamburo pieno di toner viene premuto sulla carta (caricata positivamente), in modo da trasferire su quest'ultima la polvere nera. La carta viene poi passata attraverso i rulli riscaldati, che fissano il toner. Infine, tale tamburo viene scaricato da eventuali cariche residue & ripulito da eventuali residui di toner non trasferito.
  • stampanti laser a colori -> hanno 4 toner: C M Y K (ciano, magenta, giallo, nero)
    • MULTIPASS= hanno 4 colori e solo 1 tamburo, che stampa un colore per volta. Più economiche, più lente, meno precise (muovendosi, è probabile che il foglio subisca disallineamenti).
    • SINGLEPASS= ha 4 cilindri, uno per ciascuna polvere (quindi la stampa viene effettuata in una singola volta). Più costose, più veloci, qualità di stampa ottima.
  • stampante 3D: usate in ortopedia o medicina in generale DISPOSITIVI DI I/O 1. tastiere : di Input. Lanciano dei segnali di interrupt per acquisire il tasto letto "Interrupt" = la periferica, quando è "libera", manda un messaggio ( interrupt ) al processore. 2. point and click: di Input.
  • mouse "con la coda": collegati alla macchina tramite cavo e porta USB
  • mouse "senza coda": comunicano con la macchina in 2 modi diversi, entrambi wireless:
  • MOUSE MECCANICI: nella parte inferiore hanno un "dispositivo" che rileva il movimento: una pallina in teflon che, se poggiata su una superficie che produce attrito, gira e fa muovere 2 ruote dentate interne. Questo movimento permette di capire dove sta la freccia sullo schermo.
  • MOUSE OTTICI: hanno all'interno delle videocarime e dei processori di immagini; la videocamera rileva il movimento attraverso il confronto di immagini prese in momenti diversi. La lucina rossa ha il solo scopo di fare da flash (perchè poggiando il mouse sul tavolo, sotto c'è buio). TOUCH SCREEN
  • ...ieri...
  • tecnologia magnetica : ci interagisco tramite una particolare penna che produce dei campi magnetici, che rilevano posizione e intensità.
  • tecnologia ottica : infrarossi sulla superificie; quando qualcosa viene a contatto con la superficie, si interrompono le linee orizzontali e verticali degli infrarossi (e così viene rilevata la posizione).
  • videocamere : messe tutto intorno al dispositivo; filmavano tutto.
  • ...oggi...
  • schermi di tipo resistivo : sono fatti di 2 materiali conduttori; quando qualcosa viene in contatto
  • elementi caratterizzanti:
    • identificazione -> nome.estensione [estensione = formato]
    • percorso del file / full pack name / nome completo del file = la "strada" che dobbiamo percorrere dalla memoria di massa fino a raggiungere il file stesso. Esempio: C:\didat\lezioni\intro.txt
    • data creazione + data ultima modifica
    • posizione fisica dei dati nella memoria
  • PATHNAME= nome identificativo di un file. 6. INTERPRETE DEI COMANDI Facilità : GUI Controllo (sulle risorse del sistema) : CLI Multitasking (mandare più software in esecuzione contemporaneamente) : GUI Velocità (nel compiere le operazioni) : CLI Risorse (meno risorse sprecate) : CLI Accesso remoto : CLI