Fondamenti di Informatica, Dispense, Dispense di Informatica. Università di Sassari
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tore9027 settembre 2010

Fondamenti di Informatica, Dispense, Dispense di Informatica. Università di Sassari

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Microsoft PowerPoint - Fondamenti di Informatica 07-08 Modulo 1.ppt

A.A. 2007-2008

Facoltà di Economia

Fondamenti di Informatica (modulo 1)

Enrico Grosso

DEIR - Università di Sassari Via Torre Tonda, 34

[email protected] 079- 2017319 329-2104390

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Università di Sassari Facoltà di Economia - A.A. 2007-2008

Informazioni essenziali

Docente: Enrico Grosso

Ufficio: presso DEIR – via Torre Tonda 34, Sassari Telefono: 079 2017.319 e-mail: [email protected]

Ricevimento: durante il semestre di lezione:

Lunedi dalle 15.00 alle 18.30 Su appuntamento concordato via posta elettronica

dopo il semestre di lezione Su appuntamento concordato via posta elettronica

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Informazioni essenziali

Modalità d’esame: In due fasi, da sostenere nello stesso giorno

1. Prova scritta (18÷21 punti): esercizio di laboratorio Codice java Diagrammi a blocchi

2. Prova orale (-3÷10 punti): discussione su tutti gli argomenti del corso

NOTA La prova orale si sostiene immediatamente dopo la prova scritta, a condizione di aver ottenuto almeno 18 punti.

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Informazioni essenziali

Lezioni: Come da orario ufficiale (sito di Facoltà), con suddivisione

in gruppi, in ordine alfabetico. Per i frequentanti di anni successivi al primo inserimento

concordato in relazione ad esigenze d’orario. ATTENZIONE! Fortemente consigliata la frequenza

Appelli : Come da calendario ufficiale (sito di Facoltà), con

iscrizione telematica. 9 giugno, 23 giugno, 7 luglio 15 settembre Tre appelli della sessione invernale ancora da fissare

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Informazioni essenziali

Tutoraggio informatico: Durante le esercitazioni A partire da fine marzo un pomeriggio di laboratorio aperto

ogni due settimane

Varie: Arrivare in orario alla lezione Spegnere il telefono Prendere appunti Utilizzare bene il sito di Facoltà

Studiare Studiare Studiare Studiare …..

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Informazioni essenziali

STRUTTURA DEL CURRICULUM informatico:

Libero: Informatica per l’economia e la finanza (5CFU) Obbligatorio: Fondamenti di informatica (5CFU)

ECONOMIA E IMP. DEL TURISMO

ECONOMIA AZIENDALEECONOMIA

Sistemi informativi d’impresa (5CFU)

Sistemi informatici di rete (5CFU)

Sistemi informatici di rete (5CFU)

Sicurezza delle transazioni

telematiche (5CFU)

Obbligatorio: Basi di dati (5CFU)

CONSULENZA E DIREZIONE AZIENDALE

ECONOMIA E NUOVE TECNOLOGIE

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Programma

MODULO 1 – FONDAMENTI

Rappresentazione delle informazioni (4h) Sistemi numerici, rappresentazione dei numeri, caratteri, codici, espressioni logiche, principali strutture dati

Architettura dei sistemi di elaborazione (2h) Strutture a bus e interconnessione di unita` elementari, unita` di controllo, unita` di ingresso/uscita, memorie, architetture tipiche dei sistemi gestionali

Software di sistema (4h) Componenti di un sistema operativo, processi, gestione della memoria, uso e interpretazione di comandi fondamentali, memorizzazione delle informazioni

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Programma

MODULO 2 – ELEMENTI DI PROGRAMMAZIONE

Fondamenti (4h LAB)

Ambienti di programmazione, linguaggi di programmazione, compilatori e interpreti, algoritmi.

Programmazione in linguaggio JAVA (16h LAB)

Elementi base del linguaggio, strutture dati, strutture di controllo, trattamento di dati numerici e caratteri, semplici interfacce grafiche per l'utente, trattamento di dati organizzati.

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Testi di riferimento

Riassuntivo E. Grosso, M. Bicego , Fondamenti di informatica per l’università, Giappichelli, 2007

Fondamenti J. Glenn Brookshear, Computer Science : An Overview (9th edition ) Addison-Wesley, 2006

Programmazione Cay Horstmann, Concetti di informatica e fondamenti di Java (Terza edizione) Apogeo, 2005

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Rappresentazione delle informazioni

Informatica Scienza che si occupa dell’elaborazione dei dati in forma

AUTOMATICA Studio teorico del funzionamento dei calcolatori

Ingegneria informatica Progetto e realizzazione di impianti o i sistemi informatici Costruzione di calcolatori Programmazione di base dei calcolatori

L’informatica è ormai uno strumento fondamentale di lavoro. Corsi di informatica sono comuni a numerosi curricula.

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Rappresentazione delle informazioni

Informazione

entità che può contribuire ad una riduzione dell’incertezza

le informazioni non sono entità fisiche; esse possono essere create (ad esempio scrivendo qualcosa su un foglio di carta) trasmesse (ad esempio inviando via fax il foglio) distrutte (distruggendo il foglio).

La conservazione o la trasmissione delle informazioni implica l’esistenza un supporto fisico adeguato (il foglio di carta)

I calcolatori forniscono supporti di memorizzazione che possono assumere solo due stati: la quantità di informazione memorizzata su un singolo dispositivo a due stati è chamata bit (binary digit)

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Rappresentazione delle informazioni

Per essere manipolata da un calcolatore ogni tipo di informazione deve essere codificata in forma binaria

L’alfabeto binario

L’alfabeto binario si basa sui due simboli 0 e 1 Un insieme ordinato di 8 simboli e` detto BYTE Un insieme di piu` byte e` detto WORD (parola) BYTE e WORD contengono i più diversi tipi di

informazione in forma binaria

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Rappresentazione delle informazioni

La rappresentazione dei numeri nei calcolatori

Numeri binari puri

Una cifra binaria e` detta BIT (binary digit) Un numero binario e` una sequenza di bit, ad

esempio:

10010101

Il valore del numero si calcola come:

1x27 + 0x26 + 0x25 + 1x24 + 0x23 + 1x22 + 0x21 +1x20= 1x128 + 0x64 + 0x32 + 1x16 + 0x8 + 1x4 + 0x2 +1x1

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Rappresentazione delle informazioni

Numeri interi in modulo e segno

il primo bit rappresenta il segno I restanti bit il valore assoluto Esempio:

0 0 0 0 1 1 1 0 = +14 1 0 0 0 1 1 1 0 = - 14

10000010

-2

10000001

-1

10000000 00000000

0

00000001

1

00000010

2

Fondamenti di informatica 15

Università di Sassari Facoltà di Economia - A.A. 2007-2008

Numeri interi in complemento a 1 i numeri positivi sono rappresentati dal modulo e hanno bit

di segno a 0 i numeri negativi si ottengono complementando

(scambiando gli 1 con 0 e viceversa) il numero positivo corrispondente

+5 = 00101 -5 = 11010

notare che esistono due rappresentazioni per lo zero Notare che i numeri negativi hanno primo bit pari a uno

Rappresentazione delle informazioni

Fondamenti di informatica 16

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Numeri interi in complemento a 2 (molto importante) il complemento a due di X e` definito come

2n - X praticamente si somma 1 al complemento a 1

precedentemente calcolato

+5 = 00101 -5 = 11010 (in complemento a 1) -5 = 11011 (in complemento a 2)

notare che esiste una sola rappresentazione per lo zero Notare che i numeri negativi hanno primo bit pari a uno

Rappresentazione delle informazioni

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Numeri interi con notazione in eccesso Si sceglie un numero di riferimento per la rappresentazione

dello zero Tutti i numeri restanti positivi e negativi sono definiti in

modo incrementale e decrementale

0 = 10000 (eccesso 16) -1 = 01111 (il numero precedente) +1 = 10001 (il numero seguente)

notare che esiste una sola rappresentazione per lo zero notare che i numeri negativi sono caratterizzati da un primo

bit pari a zero

Rappresentazione delle informazioni

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Un esempio comparativo: valore in valore in valore in

BIT PATTERN c1 c2 eccesso 4 111 0 -1 3

110 -1 -2 2

101 -2 -3 1

100 -3 -4 0

011 +3 +3 -1

010 +2 +2 -2

001 +1 +1 -3

000 0 0 -4

Rappresentazione delle informazioni

Fondamenti di informatica 19

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Rappresentazione delle informazioni

Numeri in virgola fissa (fixed point)

Alcune cifre sono prese come parte frazionaria:

XXXX,YYYY Esempio:

0 0 0 0 1 1 1 0

parte intera: 0000 -> 0 parte decimale: 1110 ->

-> 1x2-1 + 1x2-2 + 1x2-3 +0x2-4 -> 1/2 + 1/4 + 1/8 = 7/8 = 0.875

mettendo assieme: 00001110 -> 0.875

Fondamenti di informatica 20

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Rappresentazione delle informazioni

Numeri in virgola mobile (floating point)

Deriva dalla rappresentazione scientifica: X,YYY · 10 exp(WW)

Esempio: 1,34 · 10 exp(3) = 1340 Notare che con poche cifre posso rappresentare numeri

enormi Notare che l’accuratezza della rappresentazione varia in

relazione al valore dell’esponente. La rappresentazione scientifica e` stata adattata alla

notazione binaria a 32 bit:

-1 exp(S) · 1,YYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYY · 2 exp(WWWWWWWW)

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Rappresentazione delle informazioni

-1 exp(S) · 1,YYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYY · 2 exp(WWWWWWWW)

dove S e` il segno, Y la parte frazionaria della mantissa e W l’esponente

Notare bene: l’esponente è rappresentato con un offset fisso pari a 127 (notazione in eccesso)

Esempio: 13,25 = 1101,01 1,10101 · 2 exp(11)

S=0 (numero positivo) Y=10101000…0

W=10000010 (127+3 = 130)

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Sistemi numerici Un sistema numerico e` definito da:

un insieme limitato di simboli (ad es. cifre arabe da 0 a 9) un insieme di regole applicabili per costruire i numeri In funzione delle regole definite un sistema numerico puo`

essere: posizionale non posizionale (ad esempio il sistema di numerazione

romano) Particolare interesse rivestono i sistemi numerici

posizionali “a base fissa” nei quali i pesi delle cifre sono potenze della base considerata

Rappresentazione delle informazioni

Fondamenti di informatica 23

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V(n) = Σ di ri dove di simbolo in posizione i-esima, r base m = numero di cifre della parte frazionaria n = numero di cifre della parte intera si ha ovviamente n-1 >= i >= -m 0 <= di < r Sistema binario di = 0,1 r=2 Sistema ottale di = 0,1,2,3,4,5,6,7 r=8 Sistema esadecimale di = 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F

r = 16

Rappresentazione delle informazioni

n-1

i= -m

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Conversioni tra sistemi numerici da qualunque sistema a decimale tramite successioni di somme

e prodotti da sistema decimale a qualunque altro tramite divisioni

successive, ad esempio: 115 : 2 = 57 resto 1 ===> d0 57 : 2 = 28 resto 1 ===> d1 28 : 2 = 14 resto 0 ===> d2 14 : 2 = 7 resto 0 ===> d3 1 1 1 0 0 1 1 7 : 2 = 3 resto 1 ===> d4 3 : 2 = 1 resto 1 ===> d5 1 : 2 = 0 resto 1 ===> d6

Rappresentazione delle informazioni

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Operazioni aritmetiche tra numeri binari

somma e sottrazione come per i numeri decimali

notare che la somma in c1 funziona regolarmente purché, in caso di riporto, il bit del segno venga sommato al risultato

notare che in c2 la somma funziona regolarmente e sara` espressa sempre in complemento a 2

moltiplicazione come per i decimali tramite somma e scorrimento

divisione come per i decimali tramite differenza e scorrimento

Rappresentazione delle informazioni

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