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Appunti Informatica di base SC
Tipologia: Sintesi del corso
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Informatica = insieme discipline e tecniche che permettono la trattazione automatica delle informazioni. Termine nato nel 1966 in Francia informazione + automatica. OPPURE informatica = studio sistematico degli algoritmi che descrivono e trasformano l’informazione OPPURE informatica = scienza della rappresentazione e elaborazione dell’informazione Informazioni = entità che sono il prodotto dell’interesse dell’uomo a conoscere ciò che lo circonda, a comunicare le sue conoscenze, i suoi stati d’animo e le sue esperienze. Dal punto di vista informatico, tutto ciò che può essere rappresentato all’interno di un computer ICT = tecnologie dell’informazione e della comunicazione = insieme dei metodi e delle tecnologie che realizzano i sistemi di trasmissione, elaborazione e memorizzazione delle informazioni ICT 3 funzioni principali : 1. Elaborare dati per ottenere informazioni significative. 2. Memorizzare informazioni eleborate per poterle combinare con altre informazioni 3. Organizzare e gestire le informazioni in una nuova forma in modo da renderle più comprensibili, accattivanti o utili Computer = elaboratore elettronico = strumento per la rappresentazione dell’elaborazione delle informazioni Strumenti formali = data l’informazione espressa in una certa struttura è possibile elaborarla tramite delle regole ed ottenere dei risultati (operazioni matematiche, sillogismi, ecc.) Strumenti materiali = materializzano l’informazione rendendo possibile un’elaborazione veloce e precisa (abaco pallottoliere, calcolatrici meccaniche, computer) Programmazione = attività con cui si predispone l’elaboratore ad eseguire un particolare insieme di azioni su particolari informazioni allo scopo di risolvere un certo problema. problema analisi (modello di soluzione) traduzione e descrizione (descrizione formale della soluzione) interpretazione (interpretazione della soluzione) esecuzione soluzione Per ricercare la soluzione con il calcolatore, bisogna rendere il processo un insieme ordinato di azioni elementari. Si formula dunque un algoritmo = insieme ordinato delle azioni che risolve un dato problema P; descrive un metodo risolutivo attraverso un insieme ordinato di azioni; l’esecuzione dell’algoritmo è affidata ad un generico esecutore, ovvero una macchina astratta (non per forza il calcolatore) in grado di procedere con le singole azioni. 3 proprietà: eseguibilità, non ambiguità, finitezza (+ altre desiderabili: generalità, efficienza, determinismo) Esecutore = 3 elementi: 1. Insieme delle operazioni (set di istruzioni) che è in grado di compiere; 2 insieme delle istruzioni che è in grado di capire; 3 associazione tra istruzioni riconosciute e operazioni (= il significato delle istruzioni che l’esecutore riconosce viene espresso nei termini delle operazioni che l’esecutore è in grado di compiere Programma = algoritmo scritto in modo da poter essere eseguito da un calcolatore Dato un problema, la sua soluzione può essere ottenuta mediante il calcolatore con 3 processi: 1 individuazione di un metodo risolutivo, 2 algoritmo 3 programma Hardware = struttura fisica dei dispositivi informatici costituiti di componenti elettronici che svolgono specifiche azioni nel trattamento e nella trasmissione dell’informazione Software = si riferisce al livello logico, insieme di quelle istruzioni che permettono all’hardware di svolgere il proprio compito Ciclo di elaborazione dell’informazione : input (immissione dati) elaborazione (dei dati) output (schermo, stampante, altoparlanti, ecc) memorizzazione (dei dati) distribuzione (dei dati mediante stampanti ecc) Sistema operativo = permette la gestione delle risorse dell’hardware del computer e l’installazione ed esecuzione di programmi applicativi Programma applicativo = molteplici attività (contabilità, testo, ecc) Proprietary Software = software la cui proprietà legale è di una entità specifica (azienda o persona). Il suo utilizzo è regolamentato da contratti e licenze d’uso che ne indicano la possibilità d’azione dell’utente. Source code = software la cui licenza di utilizzo non permette all’utente di accedere al codice sorgente. Software ad uso libero (Openoffice, Wikipedia) Open source = modello di licenza software che prevede di rendere disponibile gratuitamente il codice sorgente agli utenti che possono modificare e ridistribuire il codice sotto certe condizioni.
CODIFICA Informazione = portata da/trasmessa su/memorizzata in/contenuta in qualcosa La stessa info può essere scritta su supporti differenti, poiché hanno tutti le proprie caratteristiche Differenza entità logiche/entità fisiche Condizione necessaria per cui il supporto può portare informazione è che possa assumere configurazioni differenti , delle quali bisogna specificare cosa rappresentano
Codifica = operazione che permette la scrittura dell’informazione (entità logica) su un supporto fisico (entità fisica) Decodifica = operazione con cui l’informazione precedentemente trascritta viene letta Codice = regole concordate a priori che dicono come interpretare le diverse configurazioni in termini di informazione. La definizione di tale codice prevede che siano identificati l’insieme delle possibili configurazione del supporto e l’insieme delle possibili entità di informazione Informazione sintattica = le diverse configurazioni che un supporto può assumere Informazione semantica = significato da attribuire a una certa configurazione Informazione pragmatica = valore dell’informazione per chi legge 1 bit = quantità di informazione ottenuta selezionando una configurazione ad un insieme di due possibili informazioni. Un ottavo di un byte. Dispositivo bistabile = in grado di assumere in ogni istante uno stato scelto tra due possibili (es. transistor) Transistor = 3 connettori: collettore, base ed emettitore. Se si applica una tensione in ingresso B si provoca il passaggio di corrente dal collettore C all’emettitore E e quindi l’accensione del LED in uscita. Modulo e segno = numero positivo 0 prima cifra; numero negativo 1 prima cifra (es. 1 0001; -1 1001) Formula complemento a 2 = - cn-1 x 2n-1 + cn-2 x 2n-2 +… + c1 x 2 + c Notazione scientifica = coefficiente m mantissa , esponente e Overflow = oltre i bit stabili (9 bit al posto di 8) Elaboratori elettronici hanno natura discreta , ogni grandezza deve essere rappresentata con un numero finito di elementi. Per essere elaborati da un calcolatore, segnali continui devo essere discretizzati (= digitalizzati) attraverso operazioni di campionamento e quantizzazione. Quantizzazione insieme dei possibili valori che la grandezza considerata può assumere viene diviso in un numero finito di sottoinsiemi. La q. implica una perdita di informazione (quindi, diventa meno precisa) poiché tutti i valori che appartengono allo stesso sottoinsieme vengono rappresentati nello stesso modo. Più piccoli sono i sottoinsiemi, più sottoinsiemi si hanno, minore è la perdita di informazione, più precisa è la rappresentazione digitale. Aumentando il numero di sottoinsiemi, aumenta la lunghezza della codifica. Campionamento = suddivisione dell’intervallo di tempo di interesse in sottointervalli e per ogni intervallo si sceglie un istante di riferimento che corrisponde al valore della grandezza da considerare per tutto il sottointervallo. Frequenza di campionamento = numero di campioni che vengono acquisiti per unità di tempo. (es: per grandezze che variano in secondi, si parla di campioni al secondo )
CPU = controllo + elaborazione. Microprocessori/processori Memoria centrale = dati per elaborazione della CPU e dati in transito da o verso le periferiche Bus = linea di collegamento tra le varie unità. Vi sono anche bus (di memoria, di sistema e periferici) collegati al principale in modo da ottimizzarlo nelle carenze (lentezza, capacità limitata e sovraccarico del CPU). Diviso in 3 componenti: bus dati; bus indirizzi; bus di controllo. Master-Slave = CPU gestisce l’accesso al bus delle periferiche Scheda madre = dove viene integrato il bus e montate le CPU, memoria centrale ed interfacce ingresso/ uscita. FETCH (lettura) = dove la CPU acquisisce l’istruzione del programma lettura dell’istruzione da svolgere (capisce cosa deve fare) DECODE (decodifica) = riconosce l’istruzione tra quelle della CPU e identifica le operazioni da svolgere decodifica dell’istruzione da svolgere (capisce ed apprende i procedimenti che deve attuare) EXECUTE (esecuzione) = effettua le operazioni corrispondenti all’istruzione esegue i procedimenti appresi nella decode