INFORMATICA DI BASE I FONDAMENTI 1 Hardware e software • Il termine hardware letteralmente significa ferramenta. • Il termine software è un neologismo, una parola appositamente creata contrapponendo al termine hard, che vuol dire duro, la parola soft che significa morbido 2 Hardware • Intendiamo per hardware tutte quelle componenti fisiche , quindi tangibili, che costituiscono il computer. • Le schede con i componenti elettronici • I cavi • La tastiera • Il monitor • Il contenitore che alloggia l’elettronica 3 Software • Il software, al contrario è tutto quello che si trova all’interno del computer ma è intangibile – il sistema operativo – i programmi 4 Bit • All’interno del computer, tutto deve essere rappresentato con sequenze di zero e di uno. • Dal nome inglese della cifra binaria, binary digit, deriva il nome con cui gli informatici chiamano il contenuto di informazione elementare DEFINIAMO BIT COME L’UNITA’ ELEMENTARE DI MISURA DELL’INFORMAZIONE DIGITALE 5 Byte DEFINIAMO BYTE UN RAGGRUPPAMENTO DI OTTO BIT 6 Word: «parola digitale» DEFINIAMO WORD UN RAGGRUPPAMENTO DI DUE BYTE, QUINDI DI SEDICI BIT 7 IL SISTEMA DI NUMERAZIONE BINARIO • Nel sistema binario, ogni cifra può essere 0 o 1 • Ogni cifra di un numero rappresenta un multiplo di una potenza di 2 a partire da destra verso sinistra. 11012 = 1 x 20 + 0 x 21 + 1 x 22 + 1 x 23 = 1310 1 1 0 1 1 + 0 + … 27 26 25 24 23 22 21 20 … 128 64 32 16 8 4 2 1 4 + 8 = 13 8 DA BASE BINARIA A BASE DECIMALE • Per convertire un numero dalla base 2 alla base 10 è sufficiente sommare le potenze di 2 in corrispondenza delle cifre 1 • ESERCIZI • 10112 = ……..10 • 101010112 = ……..10 • Qual è il numero più alto rappresentabile con 8 cifre binarie? 9 DA BASE DECIMALE A BASE BINARIA • Per convertire un numero dalla base 10 alla base 2 si devono eseguire divisioni successive per 2 e considerare i resti a partire dall’ultimo • Esempio • 2310 = …..2 10 OPERAZIONI CON I NUMERI BINARI • ADDIZIONE • Si sommano le cifre tenendo presente che 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=0 con il riporto di 1 a sinistra • Esempio: calcolare 1011 + 10 RIPORTO DI 1 1 1 0 1 1 + 0 0 1 0 = 1 1 0 1 11 OPERAZIONI CON I NUMERI BINARI • NUMERI NEGATIVI SBAGLIATO! • Quando si vogliono indicare numeri negativi, si potrebbe fissare che il «bit più in alto» indica il segno. • Se il bit più in alto vale 0, il numero è positivo • Se il bit più in alto vale 1, il numero è negativo POSITIVO 0 0 0 0 0 0 1 1 +3 1 0 0 0 0 0 1 1 -3 NEGATIVO 12 NUMERI BINARI NEGATIVI • Quando sommiamo numeri con i segni ecco però cosa succede: In decimale +3 + -3 = 0 SBAGLIATO! In binario 1 RIPORTO DI 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 + 1 0 0 0 0 0 1 1 = 1 0 0 0 0 1 1 0 Risultato -6 13 NOTAZIONE IN COMPLEMENTO A 2 GIUSTO! • Per rappresentare un numero negativo in complemento a 2 occorre seguire questa procedura: 1. Nel modulo del numero negativo si trasformano gli 0 in 1 e viceversa 2. Si somma 1 al risultato, trascurando l’eventuale riporto a sinistra 14 NOTAZIONE IN COMPLEMENTO A 2 • Esempio 1. Il modulo di -3 è 3, cioè 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 2. Invertendo gli zeri e uno otteniamo 1 1 1 1 1 1 3. Sommando 00000001, otteniamo 1 1 1 1 1 1 che rappresenta il numero -3 nella notazione in complemento a 2 15 NOTAZIONE IN COMPLEMENTO A 2 • Esempio: sommiamo +3 e -3 e verifichiamo che il risultato è 0 1 1 1 1 1 1 1 1 RIPORTO DI 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 + 1 1 1 1 1 1 0 1 = 0 0 0 0 0 0 0 0 Si tralascia 16 ESERCIZI • Rappresentare il numeri decimali -23 e – 64 in complemento a due • Eseguire le operazioni in binario • 0000 0010 + 1000 0100 • 0010 1110 + 1000 0001 • Quali dei seguenti numeri non può essere un numero in notazione binaria? • 1000 1121 • 0001 1102 17 IL SISTEMA DI NUMERAZIONE OTTALE • Nel sistema ottale, ogni cifra può avere un valore da 0 a 7 • Ogni cifra di un numero rappresenta un multiplo di una potenza di 8 a partire da destra verso sinistra. 1478 = 1 x 80 + 4 x 81 + 7 x 82 = 10310 1 4 7 7x1= 7 + 4x8=32 + … … 87 … 86 … 85 … 84 83 4096 512 82 64 81 8 80 1 1x64=64 = 103 18 DA BASE DECIMALE A BASE OTTALE • Per convertire un numero dalla base 10 alla base 8 si devono eseguire divisioni successive per 8 e considerare i resti a partire dall’ultimo • Esempio • 10310 = …..8 19 DA BASE OTTALE A BASE DECIMALE • Per convertire un numero dalla base 8 alla base 10 è sufficiente sommare ogni potenza di 8 moltiplicata per la cifra corrispondente • ESERCIZI • 258 = ……..10 • 1368 = ……..10 • Qual è il numero più alto rappresentabile con 4 cifre ottali? 20 IL SISTEMA DI NUMERAZIONE ESADECIMALE • Nel sistema esadecimale, ovvero in base 16, ogni cifra può avere un valore da 0 a 15 • Non potendo rappresentare la cifra 10 con i simboli 1 e 0, si utilizza la lettera A e così per le altre cifre 10 11 12 13 14 15 A B C D E F • Ogni cifra di un numero rappresenta un multiplo di una potenza di 16 a partire da destra verso sinistra. 21 DA BASE ESADECIMALE A BASE DECIMALE • Esempio C716 = 7 x 160 + 12 x 161 = 19910 C 7 7x1= 7 + 12x16=192 = … 167 166 165 164 … … … … … 163 162 161 160 4096 256 16 1 199 22 DA BASE DECIMALE A BASE ESADECIMALE • Per convertire un numero dalla base 10 alla base 16 si devono eseguire divisioni successive per 16 e considerare i resti a partire dall’ultimo • Esempio • 19910 = …..16 23 DA BASE ESADECIMALE A BASE DECIMALE • Per convertire un numero dalla base 16 alla base 10 è sufficiente sommare ogni potenza di 16 moltiplicata per la cifra corrispondente • ESERCIZI • 3616 = ……..10 • A3E16 = ……..10 • Qual è il numero più alto rappresentabile con 3 cifre esadecimali? 24