Sistemi Informativi - Dipartimento di Matematica e Informatica

Sistemi di elaborazione delle
informazioni
Luca Bortolussi
Dipartimento di Matematica e Informatica
Università degli studi di Trieste
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Docente:
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Luca Bortolussi
Dipartimento di Matematica ed Informatica
Edificio H2/bis
Stanza 328
Tel. Ufficio: 040 558 2630
Email: [email protected]
Home page: http://www.dmi.units.it/~bortolu/
Prossima Lezione:
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5 Febbraio – ore 13.30 – aula informatica Valmaura
Programma del I Modulo
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Introduzione all’informatica, la scienza dell’informazione.
Codifica delle informazioni.
Problemi, algoritmi e linguaggi.
Programmi di gestione, organizzazione ed elaborazione
dell’informazione: gli spreadsheet (MS Excel).
Se avete esigenze particolari, curiosità, cose che vorreste
sapere, just ask!!!
CONCETTI INTRODUTTIVI
Informazione e comunicazione
Cos’è l’Informatica
Hardware e software
L’informazione
Informazione: Notizia, dato o elemento che consente di avere
conoscenza più o meno esatta di fatti, situazioni, modi di essere,
diminuendo l’incertezza
ESEMPIO
energia di alimentazione
lampione
energia di alimentazione
semaforo
energia
energia
informazione
Le forme dell’informazione
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Informazione sintattica
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È connessa con la struttura dei dati e con le operazioni che
possiamo compiere su di essi.
Ha dunque una valenza strutturale e procedurale.
Non è necessario attribuire un significato ai dati.
Informazione semantica
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È legata al significato che viene attribuito ai dati.
Il significato dei dati è legato al contesto mentale di chi li
interpreta: le sue conoscenze, le sue esperienze, le sue
emozioni.
La semantica ha dunque sfumature prettamente storiche e
socio-culturali, anche se esistono dei dati che hanno un
significato “assoluto” (es. i numeri).
Trasmissione dell’informazione
Messaggio: Tutto ciò che porta informazione
Comunicazione: Scambio di informazioni
MESSAGGIO
TRASMETTITORE
RICEVITORE
CANALE
Elaborazione dell’informazione
INPUT
Elaborazione
ALGORITMO
OUTPUT
Informatica
Informatica
Informazione + Automatica
Strumenti e tecniche utilizzati nel
trattamento automatico delle
informazioni
Informatica
Diverse definizioni:
-Scienza degli elaboratori elettronici (Computer Science)
-Scienza dell’informazione
-Informazione + automatica
-Scienza e tecnica dell’elaborazione dei dati e, genericamente, del
trattamento automatico dell’informazione (Zingarelli)
-Scienza del trattamento razionale, specialmente per mezzo di
macchine automatiche, dell’informazione, considerata come supporto
alla conoscenza umana e alla comunicazione (Academie
Francaise).
Informatica
Informatica: Scienza della rappresentazione e dell’elaborazione
dell’informazione.
• L’informatica studia le caratteristiche dell’informazione e i modi
di usarla, immagazzinarla, trasportarla e manipolarla in modo
automatico.
• L’informatica ha due anime:
- tecnologica: i calcolatori elettronici e i sistemi che li
utilizzano;
- (metodo)logica: i metodi per la soluzione di problemi e
la gestione delle informazioni.
Il calcolatore
Elaboratore elettronico (o “computer” o “calcolatore”):
Strumento per rappresentare, memorizzare ed elaborare le
informazioni.
1947: Architettura di Von Neumann
Sottosistema
di interfaccia
Sottosistema
di memorizzazione
Connessione
Sottosistema
di elaborazione
Hardware e Software
La prima decomposizione di un calcolatore è relativa alle
seguenti macro-componenti:
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 e Software
ANALOGIA
Software
OUTPUT
Informazione
elaborata
Hardware
Hardware e Software
Chi esegue realmente le operazioni del calcolatore?
Hardware
Hardware
Software
Software
L’hardware esegue efficientemente delle operazioni,
chiamate istruzioni, che costituiscono il linguaggio macchina
del calcolatore.
Le istruzioni del linguaggio macchina sarebbero abbastanza
difficili da “interpretare” da un essere umano.
(es. 000010 00000 00000 00000 10000 000001)
Hardware e Software
L’hardware è l’unica macchina reale del calcolatore.
Sarebbe però assai scomodo per l’utente utilizzare
direttamente il linguaggio macchina. Per semplificare
l’interazione con il calcolatore, sono stati sviluppati dei linguaggi
di programmazione di alto livello, più astratti e più vicini al modo
in cui siamo abituati a ragionare.
Tali linguaggi sono trasformati da opportuni programmi
(compilatori o interpreti) in istruzioni macchina.
Software
Il software ha lo scopo di processare specifici tipi di
informazione. Ci sono software ultra specializzati (e.g.
fanno un particolare calcolo complicato) e software
che possono essere utilizzati per risolvere classi di
problemi (e.g. fogli di calcolo, word processor)
Inoltre, l’interazione con gli utenti è mediata da
un’interfaccia, che semplifica utilizzo del software.
Software
Programmi che vengono eseguiti dal sistema:
Software di base (tra cui il sistema operativo)
ha lo scopo di mostrare all’utente il
calcolatore come una macchina virtuale
(più semplice da gestire e programmare
rispetto all’hardware utilizzato)
Software applicativo
mostra all’utente il calcolatore come una
macchina virtuale utilizzabile per la
risoluzione di problemi
Software
Software applicativo
Software di base
Hardware
Ricapitolando …
L’informatica è quella scienza che si occupa della gestione,
elaborazione, organizzazione dell’informazione.
L’anima dell’informatica sono gli algoritmi, ossia i metodi di
elaborazione dell’informazione che sono alla base del
software.
Il software crea degli ambienti virtuali via via più astratti e
più vicini al nostro modo di ragionare. Ma l’esecutore
materiale di ogni programma è l’hardware.
Ma …
•Come viene rappresentata l’informazione in un
calcolatore?
•Esattamente, cos’è un algoritmo?
•Che tipo di problemi si possono risolvere al calcolatore?
•Quali sono le potenzialità dell’informatica?
•E quali i suoi limiti?
•Ci sono problemi che un calcolatore non può risolvere?
•Cosa succede quando i calcolatori sono interconnessi in
una rete? Che scenari si aprono?
•…
Perché a noi tutto questo???
Perché l’informatica ha modificato in modo
radicale le nostre vite e la nostra società.
E, paradossalmente, pur essendo così
sociologicamente rilevante, i suoi principi
fondamentali sono molto poco conosciuti!