Insegnamento Informatica
CdS Scienze Giuridiche
A.A. 2009/10
Prof. Valle – D.ssa Folgieri
Informazioni preliminari
Prof. Valle
Dr Folgieri
email [email protected]
email [email protected]
SITO DEL CORSO: http://webcen.dsi.unimi.it/wcinfo
• Syllabus: materiale didattico suddiviso per lezioni
• Test di autovalutazione
SVOLGIMENTO DEL CORSO:
• Lezioni frontali in aula
Martedì 830 – 10 15 aula 400
Mercoledì 1030 – 12 15 aula 420
giovedì 830-1015 aula 400
Autoformazione (materiale e test sul sito indicato)
MODALITA’ D’ESAME:
• Scritto + Orale
• Prima prova d’esame giovedì 17 Dicembre ore 8:30
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Lezione 1
Il trattamento dell’informazione
INFORMATICA
• Scienza che raccoglie, organizza, elabora e
conserva le informazioni e le gestisce in
modo automatico
• Nasce dalla fusione delle parole
INFORmazione autoMATICA
• L’informazione può essere di tipo digitale o
analogico
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ANALOGICO e DIGITALE
• E’ analogico un procedimento che rappresenta un
fenomeno con continuità (es. lancette dell’orologio,
termometro per misurare la temperatura)
• E’ digitale un procedimento che rappresenta lo stesso
fenomeno traducendolo in cifre (dall’inglese DIGIT =
cifra - es. un orologio digitale, un misuratore
elettronico di temperatura)
• La misurazione digitale, pur essendo “a salti” è più
precisa. Ovviamente sono necessari molti dati accurati.
• Gli esseri umani comunicano in modo analogico. Un
elaboratore ragiona in modo digitale.
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BASI E NUMERI
• Un elaboratore usa il sistema binario, ovvero ogni
comando, parola, lettera o cifra, è composta da una
stringa di 0 e 1 (bit = binary digit). Perché?
• 0 e 1 corrispondono a falso e vero, a “passa corrente”
in un circuito e “non passa corrente”. L’elaboratore
apprende per confronti semplici.
• Il sistema binario è più semplice di quello decimale che
usiamo quotidianamente. E’ più veloce perché vi sono
solo due simboli con cui “fare i conti”.
• Come funzionano il sistema binario e quello
decimale?
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IL SISTEMA DECIMALE
• Il sistema decimale adotta una notazione posizionale: i
numeri hanno un “peso” diverso a seconda della
posizione che occupano
1 unità
• Es. 111
“1” ha un diverso valore
a seconda della posizione
1 centinaio
occupata
1 decina
• Il numero di cifre usate da un sistema numerico si dice
base. Nel nostro caso usiamo 10 cifre (da 0 a 9), per cui
la base è 10.
• 111= 1x102 + 1x101 + 1x100 = 1x100 + 1x10 + 1x1
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IL SISTEMA BINARIO
e la conversione binarioÆdecimale
• Abbiamo detto che l’elaboratore usa gruppi di bit.
8 bit = 1 byte
• Ogni posizione rappresenta una potenza di 2, a partire
da quelle più basse, posizionate a destra:
27 26 25 24 23 22 21 20 (ricordate che qualunque numero
0 0 0 1 0 1 0 1 elevato a 0 ha come risultato 1)
• Per calcolare il valore decimale del numero binario
scritto sopra, si procede così (partendo da destra):
1x20 + 0x21 + 1x22 + 0x23 + 1x24 + 0x25 + 0x26 + 0x27 =
1x1 + 0x2 + 1x4 + 0x8 + 1x16 + 0x32 + 0x64 + 0x128 =
21 in base decimale
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IL SISTEMA BINARIO
e la conversione decimaleÆbinario
• Un modo semplice per ricavare il corrispondente numero binario
a partire dal decimale è il seguente. Consideriamo il numero 21
• Si effettuano divisioni successive per 2 ed ogni volta il resto della
divisione fornisce il numero binario (0 o 1) da porre nella cifra
binaria, partendo da destra:
21:2=10
10:2=5
5:2=2
2:2=1
1:2=0
resto 1
resto 0
resto 1
resto 0
resto 1
1
01
101
0101
10101
• Ora si “riempie” di zeri a sinistra, per completare gli 8 bit.
Otteniamo così 00010101 che è il numero visto prima
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Altre notazioni
• Altre notazioni utilizzate in Informatica sono la
notazione ottale (cifre da 0 a 8) e quella esadecimale
(da 0 a 9 più le lettere da A a F) su cui non ci
soffermeremo.
• Se facciamo un po’ di calcoli, ci accorgiamo che 1 byte
può rappresentare numeri compresi tra 0 e 255. Così
con 1 byte riusciamo non solo a rappresentare i numeri,
ma anche tutte (26) le lettere dell’alfabeto inglese, la
punteggiatura, tutti i simboli ed i caratteri speciali.
• Vale la regola: con k bit posso rappresentare 2k
caratteri distinti.
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Tavole dei caratteri
Le tavole più famose:
• ANSI (American National Standard Institute)
• ASCII (American Standard Code for
Information Interchange)
• UNICODE: schema per rappresentare i caratteri
di qualsiasi lingua (può rappresentare 34168
caratteri)
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La tavola ASCII
…una parte… in rete ne potete trovare la versione completa
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Algebra Booleana
•
•
•
•
•
Si deve a Boole (matematico inglese, XIX sec.)
Si basa su 2 stati:
ON – acceso
OFF – spento
Variabili booleane possono assumere solo 2 valori:
0e1
• Con le variabili booleane si costruiscono funzioni
booleane che possono assumere solo 2 stati:
TRUE e FALSE
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Tabelle di verità e operatori
• Gli operatori logici che esprimono le relazioni tra le
variabili sono:
• NOT, AND, OR, XOR
• Esistono poi NAND e NOR (operatori universali) che
permettono di esprimere qualsiasi altra delle precedenti
utilizzando un solo tipo di operatori
• Ogni funzione booleana ha una sua tabella della verità
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Tabelle di verità: NOT
• Il risultato del NOT è il complemento della
variabile
X
NOT X
0
1
1
0
• NOT si dice inversione
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Tabelle di verità: AND
• Fornisce risultato vero solo se sono vere
entrambe le variabili
X
Y
X AND Y
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
• AND si dice prodotto logico
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Tabelle di verità: OR
• Fornisce risultato vero solo se è vera almeno
una delle due variabili
X
Y
X OR Y
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
• OR si dice somma logica
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Tabelle di verità: XOR
• Fornisce risultato vero solo se è vera SOLO
una delle due variabili
X
Y
X XOR Y
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
0
• XOR si dice OR esclusivo
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Tabelle di verità: NAND
• Fornisce risultato vero solo se è l’AND tra le
due variabili è falso
X
Y
X NAND Y
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
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Tabelle di verità: NOR
• Fornisce risultato vero solo se è l’OR tra le due
variabili è falso
X
Y
X NOR Y
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
0
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Algebra Booleana ed elaboratore
• Abbiamo detto che l’elaboratore rappresenta
l’informazione in modo digitale (intervalli finiti)…
• … e che traduce molte informazioni in binario
(informazioni analogiche, numeri, lettere, comandi…)
• Inoltre svolge operazioni utilizzando l’aritmetica
binaria
• L’elaboratore “ragiona” mediante confronti semplici,
poiché quel che comprende con facilità è la differenza
tra 0 e 1 (vero-falso, “passa corrente”-”non passa
corrente” nei circuiti)
• Dunque i confronti vengono effettuati grazie all’algebra
booleana
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Riassumendo…
• Ci interessa comprendere il perché della rapidità di
risposta di un elaboratore
• E capire lo schema generale di rappresentazione
dell’informazione e di “ragionamento”
dell’elaboratore
Dobbiamo dunque avere dimestichezza con:
• Differenza tra digitale e analogico
• Conversione binario-decimale e viceversa
• Algebra di Boole: variabili, operatori, tavole di verità
Le esercitazioni copriranno questi aspetti.
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