Introduzione - Dipartimento di Informatica

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?