Concetti di base dell`ICT

Idoneità di Laboratorio di Informatica
Concetti di base dell’ICT
Concetti di base dell’ICT
F. Giannino – V.M. Monetti
Idoneità di Laboratorio di Informatica
Informatica
Linguaggio di
programmazione
Computer
Bit
Algoritmo
Linguaggio
macchina
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Informatica:
Informazione automatica
Gli anglosassoni usano il termine
Computer Science
=
Scienza dei Calcolatori
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Computer:
macchina che computa
OVVERO
macchina che esegue un tipo di
lavoro in maniera automatica
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Che cosa si intende per
Esecuzione
automatica di un
lavoro?
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Eseguire un lavoro in maniera
automatica vuol dire eseguire:
una sequenza di istruzioni precise
e codificate in un linguaggio
comprensibile all’esecutore
(Algoritmo)
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Etimologia della parola
Algoritmo:
deriva dal nome del matematico
arabo Al Khovarizmi
che indicò il procedimento di calcolo
per la risoluzione di alcuni problemi
matematici
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Algoritmo:
• Definizione: descrizione di una
sequenza ordinata e finita di azioni
ben definite ed efficaci per la
risoluzione di un problema che a
partire da un insieme di dati I in
ingresso produce un insieme U di
valori in uscita
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Proprietà
di un
Algoritmo:
Un Algoritmo è costituito da una
sequenza di istruzioni che devono
essere:
• in numero finito
• precisamente definite
• espresse in un linguaggio
comprensibile all’esecutore
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Esempi
di un
Algoritmo:
• sequenza
di
istruzioni
per
l’esecuzione di una ricetta di cucina
• sequenza di istruzioni per la
semina di alberi di frutto in un
campo di 250 m2
• sequenza di istruzioni per la
determinazione del minimo tra due
numeri interi
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Esempio. Algoritmo del minimo tra due numeri interi
Inizio
Leggo a e b
Calcolo ∆ = a - b
vero
∆<0
a e’ il minimo
falso
b e’ il minimo
Fine
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Risoluzione di un problema:
• Analisi del problema
• Descrizione algoritmo che lo risolve
• Verifica correttezza dell’algoritmo
• Eventuale “traduzione” in un
linguaggio comprensibile all’interprete
• Esecuzione dell’algoritmo da parte
dell’interprete
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Chi effettua l’analisi è sempre
l’uomo
Chi esegue l’algoritmo può essere
l’uomo
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o
la macchina
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Il computer come elaboratore
dell’informazione
Output
(informazioni
elaborate)
Input (informazioni da elaborare)
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Come avviene la comunicazione
di informazioni tra l’uomo e la
macchina?
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Per rappresentare informazioni
l’uomo utilizza il
linguaggio naturale
caratterizzato da parole formate
da lettere di un certo alfabeto
(italiano, inglese,…)
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Il linguaggio naturale
• Vantaggi: ricchezza espressiva
• Svantaggi: ambiguità, ridondanza
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Per rappresentare informazioni
un computer utilizza il
linguaggio macchina
caratterizzato da parole formate
da lettere dell’alfabeto binario
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Alfabeto Binario:
è costituito dalle sole due lettere
0
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e
1
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Esempi:
• Alfabeto Italiano :{a, b, c, …..z};
• Alfabeto decimale:
{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
• Alfabeto binario: {0, 1};
• Alfabeto per sordi:{
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,…}
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La cardinalità C di un alfabeto è
definita dal numero di simboli
dell’alfabeto
La cardinalità dell’alfabeto binario
{0, 1} è C=2, cioè il numero di
simboli che lo compone
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Il sistema di simboli
(cioè il linguaggio)
che permette la rappresentazione
dell’informazione da parte di un
calcolatore è detto
codice
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Una lettera di una parola del
codice binario viene detta
bit (binary digit)
=
una variabile binaria
(0
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oppure
1)
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Il bit rappresenta l’unità di
misura base della quantità di dati:
1 byte = 23 bits
1 Kilo byte = 213 bits ~ 103 bytes
1 Mega byte = 223 bits ~ 106 bytes
1 Giga byte = 233 bits ~ 109 bytes
1 Tera byte = 243 bits ~ 1012 bytes
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Le informazioni all’interno del
computer viaggiano come segnali
elettrici (ad esempio presenza o
assenza di un determinato valore
di tensione elettrica)
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• Interruttore (ON – OFF)
• Tensione (ALTA – BASSA)
Ai due possibili stati in cui si
possono trovare i dispositivi che
compongono il computer vengono
associati i simboli {0, 1}
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Il
Linguaggio Macchina
(codice binario):
• Vantaggi: Legato alla struttura
fisica dell’elaboratore, potente e
veloce
• Svantaggi: di difficile utilizzo per
la
scrittura
di
algoritmi
(“innaturale”).
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Linguaggio
macchina
Linguaggio
naturale
necessità di un linguaggio
intermedio tra il linguaggio
macchina ed il linguaggio naturale
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Linguaggio di
programmazione :
• Descrive gli algoritmi con una
semplicità e chiarezza comparabile
con quella dei linguaggi naturali;
• Descrive gli algoritmi in modo
rigoroso (non ambiguo).
• Esempi: Basic, Fortran, C, C++,…
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Programma:
Formulazione di un algoritmo
mediante un linguaggio di
programmazione.
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Linguaggio
Naturale
Linguaggio di
Programmazione
Linguaggio
Macchina
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Traduttore
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Problema
Analisi
Algoritmo
Programmazione
Programma
Linguaggio
programmativo
Risultati
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Utente (User)
Software
Programmi
Applicativi
Sistema
Operativo
Hardware
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