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Introduzione all'informatica: Rappresentazione dell'informazione e componenti del computer, Prove d'esame di Elementi di Informatica

esame informatica di base uniromatre

Tipologia: Prove d'esame

2016/2017

Caricato il 15/05/2017

mirianamarrocco
mirianamarrocco 🇮🇹

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1)DIAGRAMMI DI FLUSSO
Il diagramma di flusso è composto da tre fasi:
Assegnazione: si rappresenta in un rettangolo ed è la fase in cui associamo agli addendi un
valore (a=4 b=3.)
Aggiungere uno
Iterazione condizionata illimitata: si rappresenta con il rombo ed è l’operazione di ripetere
l’aggiunta di uno al primo addendo (a=4) fino a che non è soddisfatta l’operazione. (4+3)
In generale l’algoritmo è definito come una procedura sequenziale che consente di eseguire calcoli
matematici. Più precisamente diciamo che l’algoritmo è una sequenza finita di operazioni
elementari dove ciascuna di esse è una tra assegnazione, aggiungi uno, e iterazione condizionata
illimitata.
2) RAPPRESENTAZIONE DELL’INFORMAZIONE
La Macchina di Turing viene quindi adoperata per il calcolo di funzioni. In essa un dispositivo di
memoria registra i dati iniziali del problema (input), quelli intermedi e quelli finali (output). Mentre
in genere noi utilizziamo un sistema in base dieci per rappresentare un numero (153= 3x10^0+5x
10^1+ 1x10^2) nel computer si usa un altro sistema:
Questo sistema viene detto binario o in base due. Per rappresentare l’informazione, infatti, si
hanno a disposizione però solamente due cifre {0-1}. Ogni singola cifra di un numero binario viene
detta bit (BInary digiT). Un numero può essere anche composto da più bit sempre ordinati partendo
da destra. Con il sistema binario possiamo fare anche delle operazioni logiche (AND, OR, NOT).
BIT= può rappresentare solo due numeri e si raggruppano in gruppi di 8 detti BYTE per far si che
possano contenere un’informazione maggiore.
BYTE= gruppo di 8 BIT che può rappresentare 256 valori (da 0 a 255). Se si devono rappresentare
+ di 256 valori si utilizzano + BYTE. Il Byte è l’unità di misura della memoria e si è soliti adottare
ormai i suoi multipli (Byte, Kilobyte, Megabyte, Gigabyte, Terabyte.)
Rappresentazione testo
Anche l’informazione testuale viene utilizzata nel pc e viene detta informazione alfanumerica
composta dal carattere che ne costituisce l’elemento base. Il carattere comprende: lettere,
punteggiatura, numeri, lo spazio e l’accapo. Dato che ad ogni byte corrisponde un numero, l’ANSI
(l’organismo di standardizzazione americana) ha creato il sistema ASCII (American Standard Code
for Information Interchange) in cui ad ogni numero memorizzato nel byte corrisponde un singolo
carattere. Uno standard molto diffuso è l’UTF-8 usato in internet.
Rappresentazione suono
La registrazione e la rappresentazione di un suono nella memoria avvengono mediante un
microfono che registra la variazione di pressione convertendola insegnale elettrico. Questo si
presenta come un’onda simile all’onda sonora. Ad intervalli di tempo costanti viene misurata
l’ampiezza del segnale e quindi l’ampiezza della variazione di pressione dell’aria. Questa misura
viene registrata mediante 1-2 byte attraverso un processo chiamato quantizzazione e l’intera
procedura viene chiamata campionamento del suono. La frequenza di un campionamento è il
numero di campioni che viene registrato nell’unità di tempo (1s) e si misura in Hz. Una traccia
audio è quindi rappresentata con una sequenza di byte.
Rappresentazione immagini
Una delle app più diffuse ed usate nel pc riguarda la visualizzazione, registrazione e archiviazione
delle immagini. Un’immagine è rappresentata da una struttura tabellare detta matrice con n righe e
m colonne. Ciascun elemento della matrice rappresenta un colore e viene detto pixel (PIcture
Element). Possiamo rappresentare ciascun pixel dell’immagine con un singolo bit (es. 1 per bianco,
0 per nero). Le dimensioni in pixel rapportata alla dimensione determinano la risoluzione
dell’immagine. Più è grande la matrice più è risoluta l’immagine. Esistono diversi algoritmi di
compressione: JPEG, PNG, GIF.
Rappresentazione dei filmati
Un filmato è composto da una parte visuale e da una parte audio. L’illusione del movimento viene
data dal fatto che le immagini vengono proiettate in rapida sequenza (24 al secondo). Per
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1)DIAGRAMMI DI FLUSSO

Il diagramma di flusso è composto da tre fasi:

  • Assegnazione: si rappresenta in un rettangolo ed è la fase in cui associamo agli addendi un valore (a=4 b=3.)
  • Aggiungere uno
  • Iterazione condizionata illimitata: si rappresenta con il rombo ed è l’operazione di ripetere l’aggiunta di uno al primo addendo (a=4) fino a che non è soddisfatta l’operazione. (4+3) In generale l’algoritmo è definito come una procedura sequenziale che consente di eseguire calcoli matematici. Più precisamente diciamo che l’algoritmo è una sequenza finita di operazioni elementari dove ciascuna di esse è una tra assegnazione, aggiungi uno, e iterazione condizionata illimitata.

2) RAPPRESENTAZIONE DELL’INFORMAZIONE

La Macchina di Turing viene quindi adoperata per il calcolo di funzioni. In essa un dispositivo di memoria registra i dati iniziali del problema (input), quelli intermedi e quelli finali (output). Mentre in genere noi utilizziamo un sistema in base dieci per rappresentare un numero (153= 3x10^0+5x 10^1+ 1x10^2) nel computer si usa un altro sistema: Questo sistema viene detto binario o in base due. Per rappresentare l’informazione, infatti, si hanno a disposizione però solamente due cifre {0-1}. Ogni singola cifra di un numero binario viene detta bit (BInary digiT). Un numero può essere anche composto da più bit sempre ordinati partendo da destra. Con il sistema binario possiamo fare anche delle operazioni logiche (AND, OR, NOT). BIT= può rappresentare solo due numeri e si raggruppano in gruppi di 8 detti BYTE per far si che possano contenere un’informazione maggiore. BYTE= gruppo di 8 BIT che può rappresentare 256 valori (da 0 a 255). Se si devono rappresentare

  • di 256 valori si utilizzano + BYTE. Il Byte è l’unità di misura della memoria e si è soliti adottare ormai i suoi multipli (Byte, Kilobyte, Megabyte, Gigabyte, Terabyte.) Rappresentazione testo Anche l’informazione testuale viene utilizzata nel pc e viene detta informazione alfanumerica composta dal carattere che ne costituisce l’elemento base. Il carattere comprende: lettere, punteggiatura, numeri, lo spazio e l’accapo. Dato che ad ogni byte corrisponde un numero, l’ANSI (l’organismo di standardizzazione americana) ha creato il sistema ASCII (American Standard Code for Information Interchange) in cui ad ogni numero memorizzato nel byte corrisponde un singolo carattere. Uno standard molto diffuso è l’UTF-8 usato in internet. Rappresentazione suono La registrazione e la rappresentazione di un suono nella memoria avvengono mediante un microfono che registra la variazione di pressione convertendola insegnale elettrico. Questo si presenta come un’onda simile all’onda sonora. Ad intervalli di tempo costanti viene misurata l’ampiezza del segnale e quindi l’ampiezza della variazione di pressione dell’aria. Questa misura viene registrata mediante 1-2 byte attraverso un processo chiamato quantizzazione e l’intera procedura viene chiamata campionamento del suono. La frequenza di un campionamento è il numero di campioni che viene registrato nell’unità di tempo (1s) e si misura in Hz. Una traccia audio è quindi rappresentata con una sequenza di byte. Rappresentazione immagini Una delle app più diffuse ed usate nel pc riguarda la visualizzazione, registrazione e archiviazione delle immagini. Un’immagine è rappresentata da una struttura tabellare detta matrice con n righe e m colonne. Ciascun elemento della matrice rappresenta un colore e viene detto pixel (PIcture Element). Possiamo rappresentare ciascun pixel dell’immagine con un singolo bit (es. 1 per bianco, 0 per nero). Le dimensioni in pixel rapportata alla dimensione determinano la risoluzione dell’immagine. Più è grande la matrice più è risoluta l’immagine. Esistono diversi algoritmi di compressione: JPEG, PNG, GIF. Rappresentazione dei filmati Un filmato è composto da una parte visuale e da una parte audio. L’illusione del movimento viene data dal fatto che le immagini vengono proiettate in rapida sequenza (24 al secondo). Per

memorizzare un minuto di video vengono richiesti 2880 MB. Esiste un gruppo dell’organismo di standardizzazione chiamato Moving Picture Experts Group (MPEG) che nel corso degli anni ha elaborato delle codifiche standard per la compressione di video.

3)COMPONENTI PRINCIPALI DEL COMPUTER La CPU (central processing unit= unità centrale di elaborazione) è l’elemento che contiene i circuiti per effettuare tutte le operazioni di calcolo e di scrittura/ lettura della memoria. La CPU è il cervello del computer e viene realizzata mettendo insieme miliardi di componenti elettronici miniaturizzati su di un supporto di silicio di pochi cm. Le operazioni della CPU moderna sono: aritmetiche, logiche come AND, OR e NOT tra due singoli bit. L’unità che svolge queste due operazioni è detta ALU. Ci sono, poi, operazioni di lettura (leggere istruzioni e dati registrati nella memoria) e di scrittura (registrare le operazioni e scrivere il risultato di un algoritmo). Troviamo anche istruzioni di controllo del flusso che consentono di realizzare l’iterazione condizionata illimitata. La CPU è un rettangolo sottile composto da piedini metallici per connetterla con gli altri componenti del computer con i quali comunica. Al fine di sincronizzare il flusso di trasmissione dei segnali della CPU si adotta un segnale di sincronizzazione che funziona come un semaforo viene chiamato CLOCK della CPU ed è un’onda elettrica quadrata. Ogni volta che il CLOCK è alto la CPU cambia stato, la frequenza del CLOCK (numero di volte che esso è attivo in un secondo) si misura in Hertz ed è il numero di istruzioni che la CPU esegue in un secondo. La memoria è la seconda parte più importante del computer dalla quale la CPU legge le istruzioni e scrive i dati. È composta da una sequenza numerata di Byte e il numero del Byte viene chiamato indirizzo. La memoria del computer è detta memoria principale e viene chiamata anche memoria RAM ( Random Access Memory). I dati vengono memorizzati dalla RAM finchè c’è corrente elettrica, allo spegnimento del dispositivo i dati svaniscono in pochi secondi. Esistono, però, dispositivi detti di memoria secondaria che memorizzano in modo permanente. Una variante della RAM è la ROM ( Read Only Memory), memoria di sola lettura. Sono uguali alle RAM tranne che per il fatto che i dati che vi sono memorizzati possono essere solo letti e non modificati, inoltre questo tipo di memoria non svanisce alla spegnimento del dispositivo ed è fondamentale per

l’accensione di esso. Per il corretto funzionamento del computer sono necessari, oltre alla RAM e alla CPU, dei dispositivi di input e output che consentono di immettere informazioni dall’esterno all’interno (tastiera) e viceversa, attraverso lo schermo. Questo schema adottato da tutti i computer è noto come architettura di Von Neuman in cui nella scheda madre vengono inseriti la CPU la RAM e i dispostivi di input e output. Per far sì che dopo aver spento il proprio dispositivo i dati non vengano cancellati, sono state create delle memorie secondarie o di massa, la principale è il disco rigido (hard disk), le memorie flash o memorie a stato solido, dischi ottici (cd, dvd, blue ray disk). Uno schermo LCD o LED è composto da una matrice rettangolare di n righe e m colonne, ogni elemento è chiamato PIXEL ovvero un rettangolo formato a sua volta da 3 elementi che emettono una luce (rossa, verde, blu) che variano in intensità così da generare all’occhio umano una varietà enorme di colori diversi, generalmente per ogni pixel si utilizzano 3 BYTE ( il byte rappresenta la graduazione dei colori). Le dimensioni degli schermi si misurano in pollici, un pollici è pari a 2, cm e si misura in diagonale. I dati memorizzati nella RAM per poter essere visualizzati nello schermo devono essere codificati in segnali elettrici, il dispositivo incaricato per fare ciò è la scheda video. Inizialmente i calcoli e la produzione di immagini erano affidate alla CPU, in seguito però vennero inseriti dei processori appositi al calcolo e alle operazioni complesse. Inoltre per rendere ancora più veloce il processo vennero inserite le GPU (Graphic Processing Unit, unità di elaborazione grafica), processori in grado di effettuare moltissime operazioni in contemporaneo, ovvero con un alto grado di parallelizzazioni. Periferiche INPUT: tastiera, mouse, microfono, fotocamera (web), scanner, joystick Periferiche OUTPUT: stampanti, casse Periferiche INPUT/OUTPUT: scheda rete, WiFi, touchscreen

impossibile è stato creato il Domain Name Server che collega i nomi dei server al loro indirizzo IP. La navigazione su internet è possibile grazie al http (Hypertext Transfer Protocol). Gli ipertesti sono testi strutturati scritti in un linguaggio formale chiamato Hiper Text Markup Language. L’insieme dei server con ipertesti e protocollo http viene chiamato World Wide Web. Le reti dei computer sono divise in diversi strati che formano una pila di protocolli:

  1. Livello applicativo: si occupa solo di conoscere l’indirizzo del destinatario
  2. Livello di rete: indica il percorso che i dati devono fare gli indirizzi IP e i router da utilizzare
  3. Livello fisico: riguarda la tecnologia con cui vengono realizzate le reti ad esempio per una rete LAN è la rete eternet. Il pc viene connesso a questa rete in cui tutti e terminali sono connessi tra di loro con un dispositivo HUB. Un'altra rete diffusa è l’ ADSL ovvero Linea Utente Digitale Asimmetrica. Il trasferimento dati dalla rete al terminale è detto download, al contrario upload. Per misurare la velocità del trasferimento si usa una grandezza chiamata Transfer Rate che indica quanti bit transitano al secondo ( bit/s).

5)ARCHIVI E TABELLE

Importante nell’informatica è l’organizzazione e gestione degli archivi detti basi di dati. Tutto ciò viene permesso dal sistema informativo. Prendiamo come esempio una scuola: per registrare ogni studente utilizziamo una scheda detta record(elemento di un archivio che associa ad ogni attributo dello schema un valore). Nei record sono contenuti lo stesso insieme di attributi detto schema o intestazione del record. Dato uno schema S di attributi un insieme di record con schema S è un archivio o tabella. Un insieme di tabelle costituisce una base di dati anche detta database. I sistemi per la gestione automatica delle basi di dati sono quindi spreadsheet o fogli elettronici o fogli di calcolo ormai dotati di un’interfaccia intuitiva. Il più comune è excel della Microsoft. Inserimento e modifica delle tabelle Excel fornisce una griglia di elementi chiamate celle disposte in modo tabellare. La griglia viene indicata con il nome di foglio elettronico o di lavoro. E’ suddivisa in righe numerate e colonne etichettate con una lettera dell’alfabeto. Una cella è quindi indicata dal numero di riga e dalla lettera della colonna che indentificano univocamente una cella. In ogni cella viene inserito un dato che può essere di tre tipi:

  • Testuale (alfanumerico): seguente di caratteri codificati in codice ASCII che comprendono anche numeri
  • Numerico
  • Informazioni relative a date e orari Automaticamente quindi quando viene inserito un dato excel gli assegna un tipo che può essere modificato con il comando FORMATO CELLE. L’estensione dei fogli elettronici è o xls o xlsx. Ci sono delle regole da seguire per costruire una tabella:
  1. Inserire un’intestazione
  2. Ogni cella deve contenere il valore di un singolo attributo del record e di un unico tipo
  3. Non lasciare colonne o righe vuote. In excel possiamo selezionare gruppi di celle. Per individuare l’area selezionata si indicano le coordinate della cella in alto a sinistra e quella in basso a destra. L’area selezionata può essere copiata tagliata e incollata in qualsiasi punto del foglio. Inoltre selezionando l’etichetta di una riga/ colonna possiamo inserire/ eliminare una riga/colonna. In ogni cella possiamo modificare altezza e

larghezza. Ci sono poi delle funzioni particolarmente utili:

  • Riempimento automatico: serve quando dobbiamo eseguire un lungo elenco di date numeri mesi ecc. basta scrivere le prime due celle e trascinare fino al punto selezionato il quadratino minuscolo.
  • Ordinamento: selezionando l’intera tabella e usando il comando ORDINA E FILTRA abbiamo diverse possibilità di mettere in ordine personalizzato i vari elementi.
  • Filtro: serve per trovare in tutta la tabella l’insieme di righe o la riga che ci interessa
  • Fogli di lavoro: in un unico documento excel possiamo creare diversi fogli di lavoro

Formule e funzioni

  • FORMULE ARITMETICHE. Possiamo inserire in una cella una formula aritmetica e excel automaticamente ci indica il risultato. La gamma delle formule è molto ampia: oltre alle classiche abbiamo anche radice quadrata elevamento a potenza ecc. Per inserire una formula matematica ci basta precedere a questa il simbolo =. Dopo averla inserita verrà calcolato il risultato e per rivederla si può fare uso della barra della formula posta in altro sul foglio.
  • FORMULE E RIFERIMENTI ALLE CELLE. Mettiamo il caso in cui dovessimo calcolare l’indice di massa corporea di ciascuno studente ( peso/altezza^2* per 10.000). Excel mette a disposizione un meccanismo che consente di non dover ridigitare i dati di una formula che fanno riferimento a dati già inseriti in un foglio ovvero all’interno della formula non utilizziamo il valore del peso o dell’altezza ma inseriamo il riferimento alla cella che contiene il dato necessario. Inoltre se copiamo e incolliamo il primo risultato ottenuto nelle celle sottostanti, avremo non il risultato della prima cella, ma i valori effettivi delle altre. I riferimenti relativi alle celle vengono tutti modificati automaticamente.
  • RIFERIMENTI RELATIVI E ASSOLUTI. A differenza del riferimento relativo il riferimento assoluto è un valore che possiamo fissare e riutilizzandolo nella stessa formula rimane invariato. Per impostarlo bisogna anteporre il simbolo $ sia all’etichetta di riga che di colonna ($D$1).
  • FUNZIONI DI AGGREGAZIONE. Quando abbiamo bisogno di calcolare una formula aritmetica con molti addendi excel ci fornisce questa funzione al fine di selezionare come addendi un insieme di celle. Ad esempio volendo sommare dalla cella B2 alla B possiamo scrivere =SOMMA(B2:B17). Le principali funzioni sono somma, media, conta.numeri (conta quante celle contengono un numero), max e min.
  • FUNZIONE SE. Questa funzione comprende tre passaggi: il primo è un test logico il secondo e il terzo argomento rappresentano il contenuto che verrà visualizzato nella cella se il test logico è vero o falso.
  • MESSAGGI DI ERRORE. Quando inseriamo formule e funzioni è importante che sia i riferimenti sia le stesse formule esistano e siano scritte correttamente, in caso contrario excel segnala l’errore.

Formattazione dati, grafici e stampa Per la formattazione dati esiste una funzione chiamata formato celle che ci consente di modificarle in base alla categoria alla quale il dato appartiene ad esempio se è un dato numerico possiamo decidere quante cifre decimali visualizzare la notazione scientifica se inserire un separatore delle migliaia ecc. Inoltre in una cella possiamo cambiare il colore di sfondo il bordo orientamento ecc. Un modo conveniente di presentare i dati è quello del grafico: excel ce ne fornisce di vari tipi. Quando andiamo a stampare excel ci offre la possibilità di selezionare solo le caselle interessate con la funzione contenuta nel layout detta area di stampa.

6) ELABORAZIONE DEI TESTI

La tipologia di informazione più diffusa è quella testuale. Il World Wide Web nasce grazie all’introduzione di un linguaggio formale, l’HTML creato per la gestione automatica dei testi: in generale vi sono una fase di creazione e modifica e una fase di trasmissione e fruizione del testo. L’HTML fornisce vari programmi per l’elaborazione dei testi: uno dei più conosciuti è Microsoft Word. Il cursore (linea verticale lampeggiante) ci indica la posizione in cui verrà inserito il carattere digitato. Gli elementi fondamentali di Word sono principalmente due:

  1. CARATTERE : ogni documento può essere suddiviso in una sequenza di caratteri che possono avere diversi attributi; infatti si può cambiare il tipo di Font, la dimensione, il grassetto, la sottolineatura, il corsivo, MAIUSCOLO o minuscolo, più alto^ o (^) più basso. Tutti questi comandi sono inseriti nel tab HOME, in cui troviamo anche ‘inserisci immagine,

forme e poi utilizzando l’apposita funzione possiamo modificarlo, ruotarlo o ingrandirlo in modo tale che

Presentazione Inizialmente le diapositive create con PP dovevano essere stampate su fogli detti lucidi che davano la possibilità di essere proiettati. Oggi invece possiamo fare la presentazione delle diapositive direttamente dal computer: questa modalità viene detta presentazione e consente di vedere tutte le diapositive a schermo intero facendole scorrere con mouse, freccette o tasto Enter. Possiamo aggiungere inoltre ad ogni passaggio di diapositiva una transizione ovvero un effetto visivo. Inoltre se una diapositiva è molto lunga o ha molte caselle possiamo inserire delle animazioni in entrata per ogni casella, oppure in enfasi o in uscita. La differenza è che 1) ogni casella entra nell’ordine che noi stabiliamo 2) entrano tutte insieme e in ordine vengono animate 3) hanno l’animazione quando escono

8 COLLABORAZIONE ON-LINE CED : sono i centri di elaborazione dati avvero i luoghi predisposti a contenere le risorse informatiche (Hardware) HARDWARE: la parte fisica del sistema cioè l’insieme di macchine e dispositivi che lo compongono. SFTWARE: è la parte intangibile, cioè l’insieme dei programmi che ne consentono l’impiego per la soluzione di problemi diversi. SOFTWARE DI SISTEMA: esecuzione delle funzioni base del computer SOFTWARE APLLICATIVO: risolve problemi specifici dell’utente. Il cloud computing è l’insieme dei servizi e delle applicazioni informatiche del quale l’utente può fruire gratuitamente. Alcune di queste sono la posta elettronica i social network le applicazioni di messaggistica istantanea e i servizi di archiviazione remota. Google drive Diverse aziende forniscono un servizio di archiviazione remota che consiste in una quantità di spazio limitata per archiviare i propri dati ad esempio google offre un servizio chiamato google drive che parte da una base dei 15 GB. Si accede a questo servizio con la creazione di una casella di posta elettronica e tramite esso possiamo integrare i contatti il calendario e le foto. La più importante innovazione è data dal fatto che l’applicazione drive (agente) può essere installata su ogni dispositivo così da collegare tablet pc smatphone tramite una cartella del filesystem in cui possiamo salvare qualsiasi dato. La cartella riporterà su tutti i dispositivi collegati i dati che salviamo. In essa possiamo salvare il backup di contati foto e conversazioni. Questionari Drive da anche la possibilità di creare e distribuire questionari online con facilità. Possiamo stabilire il titolo l’estetica la tipologia delle domande e alla fine le risposte verranno raccolte in una tabella excel.