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European computer driving licence

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Presentazione sul tema: "European computer driving licence"— Transcript della presentazione:

1 European computer driving licence
Modulo 1- Lezione 1 di 4 Concetti di Base della teoria dell’Informazione Fondamenti La Tecnologia dell’Informazione Tipi di Computer Componenti principali del PC

2 Gli Algoritmi Si dice algoritmo una sequenza di istruzioni che può essere impiegata in un’attività di elaborazione dei dati. Un algoritmo è costituito da una serie di passi, ognuno dei quali è semplice e porta alla risoluzione del problema. In un algoritmo è possibile definire dei cicli, che ripetono più volte i passi, e delle condizioni: in pratica alcuni passi possono essere eseguiti solo sotto determinate ipotesi.

3 Cosa significa applicare un algoritmo
Esempio: scrivere un algoritmo che individua il maggiore di una serie. L’algoritmo accetta in ingresso una serie di numeri (input), e produce in uscita un risultato (output). Per rappresentare gli algoritmi utilizziamo la rappresentazione a pseudocodice, la quale descrive in linguaggio naturale le operazioni che descrivono l’algoritmo.

4 pseudocodice Algoritmo NumeroMaggiore Input: elenco non vuoto di numeri (E) Output: il maggiore dei numeri in E maggiore  E1 Per ogni numero in E fai Se numero > maggiore, allora maggiore  numero Restituisci maggiore

5 Rappresentazione di algoritmi tramite diagrammi
maggiore = E1 Leggi numero successivo numero > maggiore No Si maggiore = numero Ci sono altri numeri? Si No output maggiore

6 Rappresentazione dei dati
Nel sistema di numerazione decimale vengono usate 10 cifre. All’interno di un calcolatore le cifre vengono memorizzate in un circuito elettronico che può assumere solo 2 stati: assenza o presenza di corrente, o in altre parole “0” e “1”. Questo sistema di rappresentazione è detto sistema binario, poiché si basa su due sole cifre.

7 I sistemi di rappresentazione decimale e binario
Il sistema di numerazione decimale e binario possono essere “collegati”, vediamo un esempio. Sistema decimale Sistema binario 1 2 10 = 1*21 + 0*20 3 11 = 1*21 + 0*20 4 100 = 1*22 + 0*21 + 0*20

8 Da binario a decimale Per convertire un numero binario in un numero decimale basta sommare le varie potenze di due corrispondenti alla cifra binaria = 1 x x x x x x x x x x x 20 = 1 x x x x x x x x x x x 1 = 1234

9 Da decimale a binario Per convertire un numero da decimale a binario basta dividere esaustivamente il numero decimale e utilizzare i resti, scritti al contrario. Ad esempio, usando : 2 = 617 resto: : 2 = 308 resto: : 2 = 154 resto: : 2 = 77 resto: 0 77 : 2 = 38 resto: 1 38 : 2 = 19 resto: 0 19 : 2 = 9 resto: 1 9 : 2 = 4 resto: 1 4 : 2 = 2 resto: 0 2 : 2 = 1 resto: 0 Quoziente = 1  Numero:

10 Rappresentazione binaria dei caratteri
Il computer per rappresentare i caratteri usa la codifica ASCII (American Standard Code for Information Interchange). Questa codifica associa a ogni carattere un numero (da 0 a 255). Questo significa che il computer utilizza 8 bit (1 byte) per rappresentare ogni carattere. Nella codifica ASCII possiamo trovare simboli speciali, numeri, segni di punteggiatura, lettere accentate.

11 Tabella ascii

12 Le immagini digitali Un’immagine all’interno di un computer viene memorizzata tramite la modalità bitmap (mappa di caratteri). Questa modalità scompone l’immagine nei singoli punti che la compongono, detti pixel. Ad ogni pixel viene associato un colore, il quale è suddiviso in 3 componenti: R (Red), G (Green) e B (Blue). A ognuno di questi componenti viene attribuito un valore da 0 a 256, chiamato spazio. Unendo i 3 livelli possiamo ottenere fino a 26 milioni di sfumature differenti.

13 Le immagini digitali Quindi ogni immagine bitmap è costituita da triplette di byte RGB. Visto che ogni componente viene definito da 1 byte (8 bit), ogni pixel è costituito da 24 bit, ed è questo il motivo per cui questa modalità di rappresentazione delle immagini è chiamata Bitmap a 24 bit. Tuttavia esistono delle ottimizzazioni che consentono di ridurre l’utilizzo di spazio di memoria da parte dell’immagine.

14 Le immagini digitali Compressione senza perdita di informazioni. Un tipico esempio è il formato TIFF (Tagged Image File Format), il quale elimina tutte le ridondanze nei bit delle immagini. Compressione con perdita di informazioni. Un tipico esempio è il formato JPEG (Joint Photographic Experts Group): in questo caso vengono tolte dall’immagine tutti quei dettagli che possono essere trascurati, poiché l’occhio umano non riesce a catturarli perfettamente. E’ il formato utilizzato maggiormente dalle fotocamere digitali.

15 I concetti logici Come già detto, il computer è in grado di comprendere solo gli stati binari “0” e “1”. Così come per i numeri decimali, possiamo eseguire delle operazioni tra bit, tramite appositi operatori. I tre principali operatori logici sono AND, OR e NOT e ogni attività sul computer si basa su di essi.

16 Operatore not L’operatore NOT è il più semplice e opera solo su un bit. Il suo compito è quello di invertire il valore del bit, trasformandolo da 0 a 1 e viceversa. Cioè: NOT 0 = 1 e NOT 1= 0

17 Operatore AND L’operatore AND accetta due bit e restituisce come risultato 1 se e solo se entrambi i valori che gli abbiamo sottoposto sono uguali a 1. 0 AND 0 = 0 0 AND 1 = 0 1 AND 0 = 0 1 AND 1 = 1 AND 1

18 Operatore or L’operatore OR accetta due bit e restituisce come risultato 1 almeno uno dei valori che gli abbiamo sottoposto è uguale a 1. 0 OR 0 = 0 0 OR 1 = 1 1 OR 0 = 1 1 OR 1 = 1 OR 1

19 Lo sviluppo del software
Un linguaggio di programmazione è un linguaggio formale dotato di una sintassi ben definita per scrivere programmi per calcolatori, in una forma più vicina al linguaggio umano scritto: l'alternativa sarebbe scrivere direttamente le istruzioni nel codice macchina del particolare processore, un compito improponibile per programmi meno che semplicissimi. In matematica, logica, informatica e linguistica, linguaggio formale si intende un insieme di stringhe di lunghezza finita costruite sopra un alfabeto finito, cioè sopra un insieme finito di oggetti tendenzialmente semplici che vengono chiamati caratteri, simboli o lettere. Ogni linguaggio di programmazione possiede: una sintassi, cioè l'insieme delle regole che una porzione di codice deve seguire per essere considerata conforme a quel linguaggio una semantica, cioè l'insieme delle regole di associazione tra costrutti del linguaggio sintatticamente corretti e le relative azioni univoche ad esse associate

20 Lo Sviluppo del software
Vediamo un elenco dei più famosi linguaggi di programmazione: Fortran (1957) Basic (1964) Pascal (1970) C (1972) C++ (1986) Java (1995) Cobol Visual Basic SQL HTML Javascript VBScript XML Programmare in un dato linguaggio di programmazione significa generalmente scrivere uno o più semplici file di testo, chiamato codice sorgente. Ad esempio questo è un programma scritto in C: #include <stdio.h> int main(void) {     printf("Hello World!\n");     return 0; }

21 Lo sviluppo del software
Il codice sorgente può essere eseguito sul computer in modi diversi a seconda del tipo di linguaggio di programmazione utilizzato, è necessario quindi distinguere tra due principali famiglie di linguaggi: linguaggi interpretati: in questi linguaggi il codice sorgente viene passato direttamente ad un programma interprete che esegue le istruzioni presenti nel codice del programma sorgente linguaggi compilati: in questi linguaggi il codice sorgente viene compilato, ovvero viene tradotto in linguaggio macchina dal compilatore che produce così un file binario eseguibile direttamente sul computer Manano immagini

22 Lo sviluppo del software
Vediamo come il codice sorgente del precedente programma C viene convertito in linguaggio assembly: #include <stdio.h> int main(void) {     printf("Hello World!\n");     return 0; } .file "hello.c" .section .rodata .LC0: .string "Hello World!" .text .globl main .type main: pushl %ebp movl%esp, %ebp subl$8, %esp andl$­16, %esp movl$0, %eax addl$15, %eax shrl$4, %eax sall$4, %eax subl%eax, %esp movl$.LC0, (%esp) callputs leave ret N.B.: questo non è un file binario eseguibile è un file di testo che contiene il codice sorgente del programma scritto in linguaggio assembly (un passo prima della traduzione in linguaggio macchina).

23 Lo sviluppo del software
Il linguaggio macchina è un linguaggio comprensibile (praticamente) solo dal computer. Ogni computer, o per meglio dire, ogni processore ha un proprio codice macchina che può essere diverso da processore a processore. Il codice macchina è composto da un set di istruzioni (detto ISA, Instruction Set Architecture) codificate in codice binario. Ad esempio i PC odierni utilizzano set di istruzioni macchina chiamati: i386 (per processori a 32 bit) amd64 (per processori a 64 bit)

24 Tecnologie e società La nuova società dell’informazione è caratterizzata da un impiego più ampio delle risorse informatiche. Che cos'è l'informatica? è la tecnologia che viene utilizzata per la progettazione e la realizzazione di moderni elaboratori Conseguenze sul lavoro e sulla vita quotidiana sono: nascita di una New Economy aumento della produttività in tutti i campi riduzione dei tempi e delle attese per i servizi In questi anni si vedrà la diffusione capillare di applicazioni generalizzate della ”Tecnologia dell’informazione” anche detta ICT (Information and Communication Technology)

25 Tecnologia e società New Economy: termine coniato alla fine degli anni '90 per indicare ciò che si riteneva un'evoluzione da un'economia basata sulla produzione industriale/manifatturiera, verso un'economia basata sui servizi ed in particolare sulle nuove tecnologie informatiche e telematiche gestibili su internet. Conseguenze della New Economy: aumento di efficienza in fase di produzione ed erogazione dei servizi da parte delle aziende perdita dei posti di lavoro tradizionali e nascita di nuovi impieghi Il telelavoro riduce il pendolarismo i lavoratori possono concentrarsi su un compito specifico orari più flessibili non sono più necessari grandi spazi aziendali diminuzione dei rapporti umani mancanza del lavoro di gruppo (dipende)

26 Tecnologia e società Vediamo adesso alcuni possibili impieghi dei computer. In ambiente casalingo: ricerca e studio Giochi tv, musica, film e fotografie (multimedia e intrattenimento) telefonia e video-telefonia (VoIP), segreteria e fax e newsgroup acquisti on-line (e-commerce) on-line banking (o home banking) Chat In ambiente amministrativo: registrazione pubblica (censimenti e registri) dichiarazione dei redditi voto elettronico

27 Tecnologia e società In ambiente ospedaliero: In ambiente scolastico:
catalogazione dei pazienti controllo delle ambulanze apparecchiature diagnostiche (ad esempio la TAC) apparecchiature chirurgiche (ad esempio bracci meccanici di precisione) In ambiente scolastico: registrazione degli studenti preparazione dell'orario (in maniera automatica) CBT (Computer Based Training) per l'auto- apprendimento apprendimento a distanza (e-learning) esercitazioni in rete via internet

28 Tecnologia e società Impatto sull'individuo
il primostress determinato da ritmi sempre più frenetici riduzione dell'attività fisica e dei contatti interpersonali necessità di continui aggiornamenti sulle nuove tecnologie nuovi problemi nei settori di privacy e sicurezza Evoluzione delle tecnologie elettroniche Il primo calcolatore della storia dell'informatica si chiamava ENIAC ed aveva delle capacità di calcolo ridicole rispetto anche ad un semplice telefono cellulare odierno Il progresso è dovuto a vari fattori: miniaturizzazione dei componenti elettronici riduzione dei prezzi dei componenti maggiore facilità di uso delle apparecchiature hardware e software ricerca di algoritmi e tecniche matematiche sempre più efficienti

29 Caratteristiche dei computer
Il computer è una apparecchiatura elettronica che possiede le seguenti caratteristiche: è rapido nell'effettuare calcoli matematici (anche complessi) è preciso nell'esecuzione delle operazioni assegnategli è versatile E' importante fin da ora distinguere le due componenti implementative che costituiscono ciò che noi oggi chiamiamo semplicemente “computer”: HARDWARE (HW): è la parte fisica di un personal computer, ovvero tutte quelle parti magnetiche, ottiche, meccaniche ed elettroniche che gli consentono di funzionare. Generalmente è anche riferito a qualsiasi componente fisico di una periferica o di una apparecchiatura elettronica. SOFTWARE (SW): indica un programma o un insieme di programmi in grado di funzionare su un elaboratore. Tanto per intendersi, il software “non si tocca con mano”, l'hardware sì!

30 Caratteristiche dei computer
Esaminiamo adesso alcune delle caratteristiche principali dei calcolatori. Vantaggi: Rapidità Precisione capacità di eseguire numerose operazioni ripetitive capacità di riuscire a gestire grandi moli di dati capacità di riuscire ad integrare e memorizzare grandi moli di dati Svantaggi: mancanza di intelligenza e di creatività difficoltà in situazioni nuove non previste possibilità di guasti (sia a componenti HW sia a componenti SW)* * Vedi ad esempio il “Millennium Bug”: errore software dovuto al cambio del tipo di data in alcuni programmi (Problema Y2K). Problema di alcuni software ormai risolto.

31 Tipologie di computer E' possibile suddividere l'insieme dei calcolatori in varie categorie: Mainframe Minicomputer Network Computer Personal Computer Laptop Computer (o Notebook o Computer Portatili) Palmari (o PDA – Personal Digital Assistant)

32 I Personal computer (PC)
Personal Computer dovrebbe essere, nel significato originale del termine, un qualsiasi computer che sia stato progettato per l'uso da parte di una singola persona (in opposizione per esempio ai mainframe a cui interi gruppi di persone accedono attraverso terminali remoti). Al giorno d'oggi il termine personal computer è invalso ad indicare una specifica fascia del mercato dell'informatica, quella del computer ad uso privato, o casalingo, per uffici, o per la piccola azienda. Caratteristiche principali: basse prestazioni, ma adatte all'uso domestico basso costo impiegato per l'utilizzo individuale

33 I Personal computer (Pc)

34 I laptop computer (notebook, portatili)
Il computer portatile, conosciuto anche con i nomi inglesi laptop e notebook, è un computer caratterizzato principalmente dalla riduzione del peso e delle dimensioni, per essere trasportato con facilità. Stanno rapidamente sostituendo i tradizionali PC desktop, offrendo a parità di prestazioni una maggiore comodità. Caratteristiche principali: basse prestazioni, ma adatte all'uso domestico basso costo (leggermente superiore a quello di un PC Desktop) impiegato come sistema di elaborazione portatile individuale possiede una alimentazione autonoma a batteria

35 I laptop computer (notebook, portatili)

36 I tablet Pc E’ un’ulteriore evoluzione dei computer portatili. Un tablet è dotato di un ampio schermo sensibile al tatto. Per interagire spesso si utilizza una penna o le dita. Alle volte il tablet è costituito da un portatile con lo schermo sensibile al tatto e ribaltable su se stesso.

37 I tablet Pc

38 I Palmari (PDA – Personal Digital Assistant)
Un computer palmare (detto anche palmare), spesso indicato in lingua inglese con l'acronimo PDA (Personal Digital Assistant), o con l'ormai desueto termine palmtop, è un computer di dimensioni contenute, tali da essere portato sul palmo di una mano, dotato di uno schermo sensibile al tocco (o Touch Screen). Originariamente concepito come agenda elettronica (organizer), o sistema non particolarmente evoluto dotato di un orologio, di una calcolatrice, di un calendario, di una rubrica dei contatti, di una lista di impegni/attività e della possibilità di emorizzare note e appunti (anche vocali) (personal information manager), si è nel corso degli anni arricchito di funzioni sempre più potenti ed avanzate. Caratteristiche principali: basse prestazioni (meno potenti di Notebook e PC) basso costo (inferiore a quello di un Laptop o Desktop PC) impiegato come sistema tascabile in grado di prendere appunti fare da agenda, ed effettuare semplici elaborazioni possiede una alimentazione autonoma a batteria è limitata la possibilità di collegamento con altre periferiche

39 I Palmari (PDA – Personal Digital Assistant)

40 Sub-notebook

41 smartphone

42 Lettori multimediali

43 Componenti di base di un calcolatore
Periferiche di INPUT Tastiera Mouse Trackball Scanner Touchpad Dispositivi di archiviazione Unità di calcolo CPU Memoria principale RAM Hard disk interni/esterni Periferiche di OUTPUT CD/DVD Penna USB Speaker Monitor Stampante

44 Architettura di un calcolatore
Alimentatore Lettore/Masterizzatore CD/DVD RAM CPU Scheda video Scheda di rete Hard disk Scheda madre

45 Le porte del computer Tastiera/Mouse Porte USB Porte Audio Monitor

46 Altre porte Porta FireWire Porta Ethernet (di rete) Porta Parallela

47 Lucidi di giacomo migliorini
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