INFORMATICA GENERALE
a.a. 2006/2007
COGNOMI A-L
Informatica Generale
S.A.
Silvano Antonelli
-Ricevimento :
• durante il corso:
Martedì ore 15.30
presso
Dipartimento di Informatica, Largo Pontecorvo 2
Stanza 394
• Per appuntamento
posta elettronica : [email protected]
Pagina web : (programma, esami, date appelli…)
http://www.di.unipi.it/~antonell/
1
Testi di riferimento
Informatica Generale
S.A.
– Dennis P. Curtin, Kim Floley, Hunal Sen, Cathleen Morin
“Informatica di base” 3/ed, McGraw-Hill,2005
– M.R. Laganà, M- Righi, F. Romani " INFORMATICA
Concetti e sperimentazioni" , Apogeo ,2003
– L. Console, M. Ribaudo , U. Avalle" Introduzione
all'informatica" , UTET Libreria, Torino,2004
– D. Sciuto, G. Buonanno, W. Fornaciari, L. Mari "
Introduzione ai sistemi informatici", McGraw-Hill,1997
– P. Tosoratti , G. Collinasi "Introduzione all'informatica",
Seconda Edizione, Casa Editrice Ambrosiana , Milano
2
Prime domande
Informatica Generale
S.A.
A.
Cosa è l’Informatica?
B.
Perché introdurla in ambienti
umanistici?
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Prime risposte A
Informatica Generale
Informatica
=
Informazione+automatica
S.A.
4
Dati e informazioni
Informatica Generale
S.A.
INFORMAZIONE
dato al quale si attribuisce un
significato particolare
Es : un testo
Registrato: su carta, inciso
Trasmesso: via rete, per posta,
letto…
5
Informazione :Rappresentazione
Informatica Generale
S.A.
trascrizione ,registrazione memorizzazione
dell’informazione su supporti materiali passivi
es: la scrittura, un CD che registra un motivo, un
elenco telefonico…
– …..secondo una opportuna codifica…
es: le convenzioni di rappresentazione dei caratteri,
il formato del CD, la struttura dei campi
cognome,nome etc. per ogni singolo utente
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Informazione
Informatica Generale
S.A.
numeriche
1.243.740
alfabetiche
Azzurra Rossi
alfanumeriche Via Verdi, 17 Porto Azzurro
iconiche e grafiche
sonore
7
Informazione+automatica
Informatica Generale
S.A.
Elaboratore , Calcolatore :
un supporto attivo per la
rappresentazione di informazione
che può
– (1) raccogliere impressionati quantità di
dati es: tutto l’archivio del British Museum
– (2) rendere disponibili questi dati in modo
istantaneo e con prospettive diverse a
utenti diversi e in parti diverse del mondo
8
Informazione+automatica
Informatica Generale
S.A.
Elaboratore
, Calcolatore :
– (3) registrare più tipi di dati: testi , numeri, suoni,
immagini
– (4) elaborare automaticamente la rappresentazione
dei dati in modo da
• presentarli in modo diverso a diversi soggetti
• di prendere delle decisioni in base alle proprietà degli
oggetti rappresentati
Es. stampare vari certificati
- verificare se un libro è in prestito
- mettere in ordine alfabetico
- trovare il maggiore in una sequenza di numeri
9
Informazione+automatica
Informatica Generale
-(5) Peculiarità del Calcolatore
– programmabilità : capacità di specializzare il
dispositivo per attività complesse di elaborazione
dell’informazione di natura estremamente più varia
mediante “procedimenti” , “ricette” per elaborare
questi dati
–
La rappresentazione è uniforme : ogni cosa è rappresentata
da una sequenza di zeri (0) e di uni (1)
–
La parte che realizza l’elaborazione è in grado di interpretare
e realizzare i passi richiesti dalle ‘ricette’ (calcolatori ‘general
purpose’)
S.A.
10
Informazione+automatica
Informatica Generale
S.A.
-(5) Peculiarità del Calcolatore
– Per specializzare il calcolatore per un nuovo
compito ‘basta’
•
•
•
immaginare una nuova ‘ricetta’ (detta algoritmo)
rappresentare l’algoritmo in modo che sia comprensibile
alla macchina (cioè fornire il programma che realizza
quell’algoritmo)
chiedere alla macchina di decodificare il programma (cioè
risalire dalla codifica ai passi di cui è composto) ed
eseguirlo (cioè portare a termine i passi richiesti)
11
Informazione+automatica
Informatica Generale
S.A.
INFORMATICA
=
trattamento automatico
delle informazioni
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Informazione+automatica
Informatica Generale
S.A.
raccolta
Trattamento
memorizzazione
elaborazione
13
Prime risposte B
Informatica Generale
S.A.
- Conoscere e utilizzare correttamente
i principali strumenti informatici software
(i programmi) e hardware (parte fisica)
- Conoscere i principi generali di
funzionamento del calcolatore per:
–Utilizzarlo correttamente al massimo delle capacità
–Decidere in modo informato se può essere o meno
di aiuto per realizzare un certo compito
14
Prime risposte B
Informatica Generale
Software
Hardware
S.A.
SISTEMA DE ELABORAZIONE
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Prime risposte B
Informatica Generale
SOFTWARE
Insieme di programmi
• funzionamento
• applicativi
HARDWARE
Parte fisica di
un sistema di elaborazione
S.A.
16
Prime risposte B
Informatica Generale
S.A.
–Capire le differenze ed i limiti delle diverse
macchine in commercio
–Seguire e possibilmente comprendere
l’evoluzione turbinosa del settore e le
capacità delle macchine future (i principi
fondamentali cambiano i modo molto più lento del prodotto o
dell’applicativo)
–Evitare :
• di provocare danni
• di essere infettati da virus
• di essere intasati dalla posta elettronica
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Prime risposte B
Informatica Generale
S.A.
TERMILOGIA
Desktop / Tower Processore CPU
Frequenza : 550 /1000…Mhz 2G
Memoria RAM : 128 /256… Mb
Memoria ROM
Floppy Disk : 3.5” 1.44 Mb
Hard Disk : 6-8-…200 …Gb
Porte seriali e parallele
Slot disponibili : 2
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Prime risposte B
Informatica Generale
S.A.
TERMILOGIA
CD-ROM
DVD
Modem Mouse
Scanner Masterizzatore
Reti Internet ……
19
Prime risposte B
Informatica Generale
S.A.
TERMILOGIA
HTML
WWW
FTP E-MAIL
WORD ACCES
EXCEL ……….
TELNET
20
Storia
Informatica Generale
S.A.
1642 - macchina addizionatrice
Blaise
Pascal
1623-1662
21
Storia (2)
Informatica Generale
DIFFERENCE ENGINE
S.A.
Charles Babbage
(1792-1871)
22
Storia (3)
Informatica Generale
S.A.
ENIAC
Eletric Numeric Integrator and Calculator
23
Storia (4)
Informatica Generale
John Presper Eckert
John William Mauchly
1946
S.A.
ENIAC
Eletric Numeric Integrator and Calculator
24
Storia (5)
Informatica Generale
S.A.
•
•
•
•
18.000 valvole collegate da 300 Km di fili
Consumava 200 Kw di potenza
Ogni 5 minuti si bruciava una valvola
Raggiungeva alte temperature ed era
operato da minimo 5 persone
• Pesava circa 30 tonnellate
• Occupava una area de 140 metri quadrati
• Era alto 9 metri
ENIAC
Eletric Numeric Integrator and Calculator
25
Storia (6)
Informatica Generale
UNIVAC
S.A.
26
Storia (7)
Informatica Generale
S.A.
Herman Hollerith
(1860-1929)
Tabulating Machines Company
1896
Thomas John Watson
(1874-1956)
International Business Machine Corp.
IBM
27
Evoluzione
Informatica Generale
S.A.
1° generazione
anni ‘40
valvole
2° generazione
anni ‘60
transistor
3° generazione
anni ‘ 70
circuiti integrati
28
Evoluzione (2)
Informatica Generale
4° generazione
MICROPROCESSORI
S.A.
29
Evoluzione (3)
Informatica Generale
S.A.
MINIATURIZZAZIONE e PONTENZIAMENTO
30
Codifica dell’informazione
Informatica Generale
S.A.
31
Codifica dell’informazione
Informatica Generale
Espressione analogica
S.A.
32
Codifica dell’informazione
Informatica Generale
S.A.
00+05=05
Espressione digitale
33
Codifica dell’informazione
Informatica Generale
S.A.
BIT
34
Codifica dell’informazione
Informatica Generale
acceso
BIT
spento
S.A.
1
0
35
Codifica dell’informazione
Informatica Generale
8 BIT
01000001
S.A.
36
Codifica dell’informazione
Informatica Generale
S.A.
8 BIT
10000010
A
37
Codifica dell’informazione
Informatica Generale
S.A.
8 BIT
10000010= A
8 BIT = 1 BYTE
1 byte = 1 carattere
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Codifica dell’informazione (9)
Informatica Generale
1 Kilobyte (Kbyte) = 1.024 bytes
1 Megabyte (Mega) = 1.048.576 bytes=1000 Kbyte
1 Gigabyte (Giga) = 1.073.741.824 =1000 Mega
S.A.
1 Terabyte
(Tera) = 1024 Giga
39
Codifica dell’informazione (10)
Informatica Generale
Chilo
K
210
103
Mega
M
220
106
Giga
G
230
109
Tera
T
240
1012
S.A.
(es.: dischi di capacità 260 GB)
40
Codifica dell’informazione (11)
Tipi di dati da codificare:
Informatica Generale
–
–
–
–
numeri
testo
immagini
suoni
Numeri
binari
In successivi passi di
semplificazione.
S.A.
CODIFICA
0, 1
HW/SW
DECODIFICA
ELABORAZIONE
0, 1
HW/SW
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Elaborazione dell’informazione
Informatica Generale
S.A.
ELABORATORE
Input :
-dati di ingresso
-istruzioni
Output :
-risultati
Codifica dei dati di ingresso
Codifica delle istruzioni
Decodifica dei risultati
42
Trasmissione dell’informazione
Informatica Generale
S.A.
ELAB. A
ELAB. B
Codifica di dati su:
– vari tipi di reti (Intranet, Internet, telefonia fissa,
telefonia mobile, ...)
– vari tipi di mezzi trasmissivi (cavo telefonico, fibra
ottica, onde radio, onde elettromagnetiche, ....)
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Informatica Generale
S.A.
Sistema digitale
Hardware : transistor, circuiti,
componenti
elettronici,…
Architettura : quali sono i componenti e
come sono connessi
Elaborano segnali elettrici di limitato
voltaggio:
il più basso si denotaconvenzionalmente
con 0 , il più alto con 1.
Le cifre binarie 0 e 1 si dicono bit (binary
digit)
44
Architettura
(Jhon Von Newmann, anni ’40)
Informatica Generale
S.A.
Istruzioni e dati tradotti con lo stesso codice e
registrati nella stessa memoria
45
Struttura di un calcolatore
Informatica Generale
L’architettura di Von Neumann
Memoria
(RAM,dischi, etc)
Processore
(CPU)
Sottosistema
di Interfaccia
S.A.
E’ un esecutore capace
Mantiene
Dati e Programmi di interpretare i singoli passi
richiesti dai programmi
(istruzioni elementari)
Permette di comunicare
dati e programmi alla
macchina e di ottenere i
risultati (tastiera, micr.,
stampante, schermo, )
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Struttura di un calcolatore (2)
Informatica Generale
Processore
Memoria
Sottosistema
di Interfaccia
bus
S.A.
La comunicazione fra i tre sottosistemi
viene effettuata attraverso un dispositivo fisico
detto bus di interconnessione. Attraverso il bus la CPU
- legge\scrive dati e programmi in memoria
- trasferisce da\a la memoria al dispositivo di interfaccia
- recupera la prossima istruzione da eseguire
47
Struttura di un calcolatore (3)
Informatica Generale
Processore
Memoria
Sottosistema
di Interfaccia
bus
S.A.
Il sottosistema di interfaccia cura anche la comunicazione fra
due calcolatori diversi (es. via telefono\modem , via ethernet\
con opportune schede di connessione)
48
Struttura di un calcolatore (4)
Informatica Generale
– Hardware e software
Hardware
Processore
Memoria
Sottosistema
di Interfaccia
S.A.
bus
conserva
Dati e
Programmi
Software
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Risolvere un problema
Informatica Generale
Schema generale :
Dati di
ingresso
Elaborazione
Dati di
uscita
S.A.
Descrivono il caso
in esame
Manipolazione dei dati di ingresso
in modo da costruire la
soluzione cercata
Rappresentano la
soluzione del caso
in esame
50
Risolvere un problema
Informatica Generale
es : riconoscere qualcuno fra la folla
Dati di
ingresso
Elaborazione
Dati di
uscita
S.A.
Immagine della
folla
Ricerca nell’immagine
SI, NO, chi
è la persona
riconosciuta
51
Risolvere un problema
Informatica Generale
es : torta di carote
Dati di
ingresso
Elaborazione
Dati di
uscita
S.A.
Ingredienti
Combinazione degli ingredienti
secondo una opportuna ricetta
La torta !
52
Risolvere un problema
Informatica Generale
es : trovare il massimo di un insieme di numeri
Ordinare un insieme di dati
…
S.A.
53
Risolvere un problema
Informatica Generale
vogliamo essere capaci di specificare la strategia seguita dal passo
di elaborazione in modo da farla eseguire ‘automaticamente’ dal
Computer
ovvero
riuscire a descrivere accuratamente i vari passi della soluzione
attraverso azioni che il calcolatore è in grado di effettuare e con
un linguaggio che è in grado di comprendere
S.A.
54
Risolvere un problema
Informatica Generale
Dati di
ingresso
Ingredienti
Elaborazione
Combinazione degli ingredienti
secondo una opportuna ricetta
S.A.
Dati di
uscita
La torta !
Descrizione del ‘come’ espressa attraverso
la combinazione di azioni elementari
Io
Cuoco
(che sa ‘come’)
ricetta
(che conosco alcune azioni elementari:
accendere il forno, sbattere le uova)
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Algoritmi e programmi
La situazione con il calcolatore è
Informatica Generale
Dati di
ingresso
Codificati
opportunamente
Elaborazione
Dati di
uscita
Trasformazione dei dati di ingresso
seguendo i passi specificati
da un opportuno algoritmo
Ovvero la descrizione dell’algoritmo
secondo un linguaggio comprensibile al
calcolatore
S.A.
Umano
(che conosce
l’algoritmo)
Calcolatore
programma
(che conosce alcune azioni elementari:
es confrontare due numeri, eseguire semplici
operazioni aritmetiche
56
Algoritmi e programmi
Informatica Generale
S.A.
Ma insomma, una ricetta è proprio un algoritmo?
… quasi, ovvero è molto simile ad un algoritmo con due importanti
differenze:
– La sequenza di azioni contiene spesso degli elementi di
ambiguità risolti da un esecutore intelligente
• es: sale qb (quanto basta)
– Non tutti i possibili casi vengono specificati
• es: è chiaro che se c’e’ puzza di bruciato conviene spegnere il forno,
anche se la ricetta non lo specifica
• anche qua si confida nelle capacità deduttive dell’esecutore
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Algoritmi e programmi
Informatica Generale
Algoritmo (def) :
una sequenza di azioni non ambigue che trasformi i dati iniziali nel
risultato finale utilizzando un insieme di azioni elementari che
possono essere eseguite da un opportuno esecutore.
Programma (def)
specifica di un algoritmo utilizzando un linguaggio non ambiguo e
direttamente comprensibile dal computer
S.A.
58
Algoritmi e programmi
Informatica Generale
Due punti importanti:
– fissare in modo meno vago le azioni elementari
eseguibili da un computer
– capire come passare dal problema all’algoritmo
• è generalmento lasciato all’intuizione e alla fantasia
S.A.
59
