Fondamenti di Informatica Docenti: Prof. Luisa Gargano Prof. Adele Rescigno BENVENUTI! Finalità: Fornire gli elementi di base dei concetti che sono di fondamento all'informatica Informazioni Pratiche ORARIO: •Martedì: 14:00 – 16:00 •Venerdì: 09:00 – 11:00 •Mercoledì (laboratorio) N.B.: Più ore in orario: inizialmente orario completo Informazioni Pratiche SITO WEB (in aggiornamento): http://www.dia.unisa.it/professori/lg/VCA.html di riferimento per - il materiale relativo al corso, - date delle prove, - comunicazioni varie, - etc. Suggerimenti (per superare facilmente l’esame) • Seguire il corso • Studiare lezione per lezione • Fare gli esercizi Testo di Riferimento J. Glenn Brookshear Informatica, una panoramica generale Undicesima edizione Pearson Prove di Esame • Prova scritta con esercizi e teoria (nessun materiale ammesso) • Requisito minimo: 50% del totale • Eventuale prova orale Prove in Itinere? • Fine Aprile • Giugno/Luglio Programma di massima • Introduzione all’informatica, la scienza dell’informazione. • Problemi, algoritmi e linguaggi • Codifica delle informazioni • Architettura dei calcolatori • … Informatica (Dal francese) Informazione + Automatica Scienza e tecnica dell’elaborazione dei dati e, genericamente, del trattamento automatico dell’informazione (Zingarelli) Informatica Scienza della rappresentazione e dell’elaborazione dell’informazione. Studia le caratteristiche dell’informazione e i modi di usarla, immagazzinarla, trasportarla e manipolarla in modo automatico. Due aree principali: • i calcolatori elettronici e i sistemi che li utilizzano; • i metodi per la soluzione di problemi e la gestione delle informazioni. Informazione? Es. Di che colore è la luce del semaforo? Possibili valori: Rosso, Giallo, Verde Informazione: il semaforo è Rosso Informazione: un valore all’interno di un insieme di elementi ‘Conoscenza’ derivata dallo sforzo di descrizione ed interpretazione del mondo (materiale o immateriale) Il semaforo è rosso Informazione? Es. Di che colore è la luce del semaforo? Possibili valori: Rosso, Giallo, Verde Informazione: il semaforo è Rosso Informazione: un valore all’interno di un insieme di elementi ‘Conoscenza’ derivata dallo sforzo di descrizione ed interpretazione del mondo (materiale o immateriale) La soluzione dell’equazione è 3,5 Informazione? Es. Di che colore è la luce del semaforo? Possibili valori: Rosso, Giallo, Verde Informazione: il semaforo è Rosso Informazione: un valore all’interno di un insieme di elementi ‘Conoscenza’ derivata dallo sforzo di descrizione ed interpretazione del mondo (materiale o immateriale) un insieme di dati relativi agli studenti di un corso di laurea Informazione e supporto • Per poter essere ‘trattata’, gli elementi di un’informazione devono essere ‘rappresentati’ • L’informazione è registrata su un qualche supporto materiale … Es: es: la scrittura, un CD che registra un melodia, un insieme di schede che mantengono le informazioni relative agli studenti • … mediante un’opportuna codifica Ogni supporto ha le sue caratteristiche in quanto mezzo su cui può essere scritta dell’informazione. Es: il formato del CD, la struttura dei campi di una scheda studente Informazione e supporti La stessa informazione può essere scritta su supporti differenti. 10 11 10 9 8 7 6 Lo stesso supporto può portare informazioni differenti. fare burro Italiano: verbo fare Per un inglese: tariffa, prezzo, … Italiano: burro Per uno spagnolo: asino • Nota: l’informazione richiede un supporto fisico (ma non coincide con esso) Brossura Audiolibro Kindle Trasmissione dell’informazione (telecomunicazioni) • Messaggio Tutto ciò che porta informazione (es. email, lettera, sms,….) • Comunicazione Scambio di informazione. Es. Aldo SMS Ci vediamo alle 8:00 Beatrice Elaborazione dell’informazione Input Esempio. Elaborazione Output input: due numeri interi elaborazione: effettuane la moltiplicazione output: prodotto Il Computer Elaboratore elettronico (o “computer” o “calcolatore”): Strumento per rappresentare, memorizzare ed elaborare le informazioni. Calcolatore può … Raccogliere impressionati quantità di dati es: tutto l’archivio di un parco Rendere disponibili questi dati in modo istantaneo e con prospettive diverse a utenti diversi e in parti diverse del mondo es: permettendo a utenti di tutto il mondo di collegarsi a parti delle informazioni del parco via Internet, lasciandone altre private (accesso ristretto all’amministrazione del parco) Elaborare automaticamente la rappresentazione dei dati in modo da • presentarli in modo diverso a diversi soggetti • prendere decisioni in base alle proprietà degli oggetti rappresentati es. • stampare la lista delle specie protette, • decidere se c’è bisogno di effettuare certi tipi di manutenzione Il Computer Elaboratore elettronico (o “computer” o “calcolatore”): Strumento per rappresentare, memorizzare ed elaborare le informazioni. Calcolatore può 1. raccogliere impressionati quantità di dati es: tutto l’archivio di un parco 1. rendere disponibili questi dati in modo istantaneo e con prospettive diverse a utenti diversi e in parti diverse del mondo es: permettendo a utenti di tutto il mondo di collegarsi a parti delle informazioni del parco via Internet, lasciandone altre private (accesso ristretto all’amministrazione del parco) Il calcolatore La prima decomposizione di un calcolatore è • Hardware l’insieme di parti fisiche da cui è composto il calcolatore, costituito da componenti elettronici ed elettromeccanici • Software l’insieme dei programmi che consentono all’hardware di svolgere dei compiti utili • Hardware Elaborazione • Software Riepilogo Informatica: gestione, elaborazione, organizzazione dell’informazione. Il software costruisce ambienti (sempre ) più vicini al nostro modo di ragionare. Nota: evoluzione turbinosa del settore. Calcolatore non può essere usato in modo consapevole ed informato da chi non conosce i principi generali di funzionamento Conoscere i principi generali di funzionamento del calcolatore serve a ... • Utilizzarlo correttamente, al massimo delle capacità • Decidere in modo informato se può essere o meno di aiuto per realizzare un certo compito • Capire le differenze ed i limiti delle diverse macchine in commercio (dove siamo …) • Seguire e possibilmente comprendere l’evoluzione del settore e le capacità delle macchine future i principi fondamentali cambiano in modo molto più lento del prodotto o dell’applicativo Alcuni esempi di applicazioni ‘complesse’ • elaborazione di dati medici: risonanza magnetica, TAC • elaborazione di dati del territorio • Valutazione dell’evoluzione futura dei flussi di rifiuti • Stima dei costi delle operazioni di recupero e smaltimento di rifiuti urbani • Memorizzazione edelaborazione dati di cartografia tecnica del territorio Breve Storia del Calcolo e dei Calcolatori • Le prime macchine per calcolare • Abaco: le posizioni dei dischi rappresentano i numeri • Macchine basate su ingranaggi (1600-1800) • Le posizioni degli ingranaggi rappresentano i numeri • Blaise Pascal, Wilhelm Leibniz, Charles Babbage Breve Storia del Calcolo e dei Calcolatori Algoritmo: Un insieme di passi che definisce come un compito viene espletato Esempi di algoritmi antichi – Algoritmo per la divisione in colonna – Algoritmo di Euclide per il calcolo del massimo comune divisore ABACO costituito da una serie di guide parallele, che convenzionalmente indicano • le unità, le decine, le centinaia, ... Lungo ogni guida possono essere spostate delle pietruzze (dette calcoli) o altri oggetti mobili per eseguire le operazioni aritmetiche. • informazione: due numeri da addizionare • rappresentazione dell’informazione: i gruppi di dischetti che rappresentano ciascun numero • algoritmo: manipolare i due gruppi di dischetti in modo da avere un gruppo unico che rappresenti correttamente il risultato finale Primi mezzi di memorizzazione • Schede perforate – Usate la prima volta da Jacquard (1801) per registrare i motivi della stoffa da tessere su un telaio – Apparecchi elettromeccanici e non ancora elettronici Primi calcolatori elettronici • Basati su relays elettromeccanici – 1940: Stibitz at Bell Laboratories – 1944: Mark I: Howard Aiken e IBM ad Harvard • Basati su valvole – 1937-1941: Atanasoff-Berry in Iowa – 1940s: Colossus: il decifratore dei codici tedeschi – 1940s: ENIAC: Mauchly & Eckert at U. of Penn. • Personal Computer – Usati per primi a scopo ludico – IBM ha prodotto il primo PC nel 1981 • Accettato sul mondo del lavoro • Sistemi operativi “a finestre” • Internet e il WWW (comunicazione digitale) • Internet integra computer + TV + telefono Vedremo • Come viene rappresentata l’informazione in un calcolatore? • Come funzionano i calcolatori? • Cosa succede quando i calcolatori sono interconnessi in una rete? • Esattamente, cos’è un algoritmo? • Che tipo di problemi si possono risolvere al calcolatore? Ci sono problemi che un calcolatore non può risolvere?