S.A. Informatica Generale 1 INFORMATICA GENERALE a.a. 2006/2007 COGNOMI A-L Silvano Antonelli -Ricevimento : durante il corso: Martedì ore 15.30 presso.

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1 S.A. Informatica Generale 1 INFORMATICA GENERALE a.a. 2006/2007 COGNOMI A-L Silvano Antonelli -Ricevimento : durante il corso: Martedì ore 15.30 presso Dipartimento di Informatica, Largo Pontecorvo 2 Stanza 394 Per appuntamento posta elettronica : s.antonelli@humnet.unipi.it Pagina web : (programma, esami, date appelli…) http://www.di.unipi.it/~antonell/

2 S.A. Informatica Generale 2 Testi di riferimento –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

3 S.A. Informatica Generale 3 Prime domande A. Cosa è lInformatica? B. Perché introdurla in ambienti umanistici?

4 S.A. Informatica Generale 4 Prime risposte A Informatica = Informazione+automatica

5 S.A. Informatica Generale 5 INFORMAZIONE dato al quale si attribuisce un significato particolare Es : un testo Registrato: su carta, inciso Trasmesso: via rete, per posta, letto… Dati e informazioni

6 S.A. Informatica Generale 6 Informazione :Rappresentazione trascrizione,registrazione memorizzazione dellinformazione 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

7 S.A. Informatica Generale 7 numeriche alfabetiche alfanumeriche iconiche e grafiche sonore 1.243.740 Azzurra Rossi Via Verdi, 17 Porto Azzurro Informazione

8 S.A. Informatica Generale 8 Informazione+automatica n Elaboratore, Calcolatore : un supporto attivo per la rappresentazione di informazione che può –(1) raccogliere impressionati quantità di dati es: tutto larchivio del British Museum –(2) rendere disponibili questi dati in modo istantaneo e con prospettive diverse a utenti diversi e in parti diverse del mondo

9 S.A. Informatica Generale 9 Informazione+automatica n 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

10 S.A. Informatica Generale 10 Informazione+automatica -(5) Peculiarità del Calcolatore –programmabilità : capacità di specializzare il dispositivo per attività complesse di elaborazione dellinformazione 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 lelaborazione è in grado di interpretare e realizzare i passi richiesti dalle ricette (calcolatori general purpose)

11 S.A. Informatica Generale 11 Informazione+automatica -(5) Peculiarità del Calcolatore –Per specializzare il calcolatore per un nuovo compito basta immaginare una nuova ricetta (detta algoritmo) rappresentare lalgoritmo in modo che sia comprensibile alla macchina (cioè fornire il programma che realizza quellalgoritmo) 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)

12 S.A. Informatica Generale 12 INFORMATICA trattamento automatico delle informazioni = Informazione+automatica

13 S.A. Informatica Generale 13 Trattamento raccolta memorizzazione elaborazione Informazione+automatica

14 S.A. Informatica Generale 14 - 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 Prime risposte B

15 S.A. Informatica Generale 15 Prime risposte B Software Hardware SISTEMA DE ELABORAZIONE

16 S.A. Informatica Generale 16 SOFTWAREHARDWARE Insieme di programmi funzionamento applicativi Parte fisica di un sistema di elaborazione Prime risposte B

17 S.A. Informatica Generale 17 –Capire le differenze ed i limiti delle diverse macchine in commercio –Seguire e possibilmente comprendere levoluzione turbinosa del settore e le capacità delle macchine future ( i principi fondamentali cambiano i modo molto più lento del prodotto o dellapplicativo ) –Evitare : di provocare danni di essere infettati da virus di essere intasati dalla posta elettronica Prime risposte B

18 S.A. Informatica Generale 18 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 Porta parallela Slot : 2 Prime risposte B

19 S.A. Informatica Generale 19 TERMILOGIA CD-ROM DVD Modem Mouse Scanner Masterizzatore Reti Internet …… Prime risposte B

20 S.A. Informatica Generale 20 TERMILOGIA HTML WWW FTP E-MAIL WORD ACCES EXCEL ………. TELNET Prime risposte B

21 S.A. Informatica Generale 21 Blaise Pascal 1623-1662 1642 - macchina addizionatrice Storia

22 S.A. Informatica Generale 22 Charles Babbage (1792-1871) DIFFERENCE ENGINE Storia (2)

23 S.A. Informatica Generale 23 ENIAC Eletric Numeric Integrator and Calculator Storia (3)

24 S.A. Informatica Generale 24 ENIAC Eletric Numeric Integrator and Calculator John Presper Eckert John William Mauchly 1946 Storia (4)

25 S.A. Informatica Generale 25 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 Storia (5)

26 S.A. Informatica Generale 26 UNIVAC Storia (6)

27 S.A. Informatica Generale 27 Herman Hollerith (1860-1929) Tabulating Machines Company 1896 Thomas John Watson (1874-1956) International Business Machine Corp. IBM Storia (7)

28 S.A. Informatica Generale 28 1° generazione anni 40 2° generazione anni 60 3° generazione anni 70 valvole transistor circuiti integrati Evoluzione

29 S.A. Informatica Generale 29 4° generazione MICROPROCESSORI Evoluzione (2)

30 S.A. Informatica Generale 30 MINIATURIZZAZIONE e PONTENZIAMENTO Evoluzione (3)

31 S.A. Informatica Generale 31 Codifica dellinformazione

32 S.A. Informatica Generale 32 Espressione analogica Codifica dellinformazione

33 S.A. Informatica Generale 33 00+05=05 Espressione digitale Codifica dellinformazione

34 S.A. Informatica Generale 34 BIT Codifica dellinformazione

35 S.A. Informatica Generale 35 accesospento 10BIT Codifica dellinformazione

36 S.A. Informatica Generale 36 01000001 8 BIT Codifica dellinformazione

37 S.A. Informatica Generale 37 A 10000010 8 BIT Codifica dellinformazione

38 S.A. Informatica Generale 38 1 byte = 1 carattere 10000010= A 8 BIT = 1 BYTE 8 BIT Codifica dellinformazione

39 S.A. Informatica Generale 39 1 Kilobyte (Kbyte) = 1.024 bytes 1 Megabyte (Mega) = 1.048.576 bytes=1000 Kbyte 1 Gigabyte (Giga) = 1.073.741.824 =1000 Mega 1 Terabyte (Tera) = 1024 Giga Codifica dellinformazione (9)

40 S.A. Informatica Generale 40 n ChiloK 2 10 10 3 n MegaM 2 20 10 6 n GigaG 2 30 10 9 n TeraT 2 40 10 12 (es.: dischi di capacità 260 GB) Codifica dellinformazione (10)

41 S.A. Informatica Generale 41 ELABORAZIONE 0, 1 n Tipi di dati da codificare: –numeri –testo –immagini –suoni Numeri binari CODIFICADECODIFICA HW/SW In successivi passi di semplificazione. Codifica dellinformazione (11)

42 S.A. Informatica Generale 42 Elaborazione dellinformazione n Codifica dei dati di ingresso n Codifica delle istruzioni n Decodifica dei risultati Input : -dati di ingresso -istruzioni Output : -risultati ELABORATORE

43 S.A. Informatica Generale 43 Trasmissione dellinformazione n 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,....) ELAB. AELAB. B

44 S.A. Informatica Generale 44 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)

45 S.A. Informatica Generale 45 Architettura (Jhon Von Newmann, anni 40) Istruzioni e dati tradotti con lo stesso codice e registrati nella stessa memoria

46 S.A. Informatica Generale 46 Struttura di un calcolatore Larchitettura di Von Neumann Memoria (RAM,dischi, etc) Mantiene Dati e Programmi Processore (CPU) E un esecutore capace di interpretare i singoli passi richiesti dai programmi (istruzioni elementari) Sottosistema di Interfaccia Permette di comunicare dati e programmi alla macchina e di ottenere i risultati (tastiera, micr., stampante, schermo, )

47 S.A. Informatica Generale 47 Struttura di un calcolatore (2) Memoria Processore Sottosistema di Interfaccia 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 bus

48 S.A. Informatica Generale 48 Struttura di un calcolatore (3) Memoria Processore Sottosistema di Interfaccia Il sottosistema di interfaccia cura anche la comunicazione fra due calcolatori diversi (es. via telefono\modem, via ethernet\ con opportune schede di connessione) bus

49 S.A. Informatica Generale 49 Struttura di un calcolatore (4) –Hardware e software Memoria conserva Dati e Programmi Processore Sottosistema di Interfaccia Software Hardware bus

50 S.A. Informatica Generale 50 n Schema generale : Dati di ingresso Descrivono il caso in esame Elaborazione Manipolazione dei dati di ingresso in modo da costruire la soluzione cercata Rappresentano la soluzione del caso in esame Dati di uscita Risolvere un problema

51 S.A. Informatica Generale 51 Risolvere un problema n es : riconoscere qualcuno fra la folla Dati di ingresso Immagine della folla Elaborazione Ricerca nellimmagine SI, NO, chi è la persona riconosciuta Dati di uscita

52 S.A. Informatica Generale 52 Risolvere un problema n es : torta di carote Dati di ingresso Ingredienti Elaborazione Combinazione degli ingredienti secondo una opportuna ricetta La torta ! Dati di uscita

53 S.A. Informatica Generale 53 Risolvere un problema n es : trovare il massimo di un insieme di numeri n Ordinare un insieme di dati n …

54 S.A. Informatica Generale 54 Risolvere un problema 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

55 S.A. Informatica Generale 55 Risolvere un problema Dati di ingresso Ingredienti Elaborazione Combinazione degli ingredienti secondo una opportuna ricetta La torta ! Dati di uscita Cuoco (che sa come) Descrizione del come espressa attraverso la combinazione di azioni elementari Io (che conosco alcune azioni elementari: accendere il forno, sbattere le uova) ricetta

56 S.A. Informatica Generale 56 Algoritmi e programmi n La situazione con il calcolatore è Dati di ingresso Codificati opportunamente Elaborazione Trasformazione dei dati di ingresso seguendo i passi specificati da un opportuno algoritmo Dati di uscita Umano (che conosce lalgoritmo) Ovvero la descrizione dellalgoritmo secondo un linguaggio comprensibile al calcolatore Calcolatore (che conosce alcune azioni elementari: es confrontare due numeri, eseguire semplici operazioni aritmetiche programma

57 S.A. Informatica Generale 57 Algoritmi e programmi n 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 ce puzza di bruciato conviene spegnere il forno, anche se la ricetta non lo specifica anche qua si confida nelle capacità deduttive dellesecutore

58 S.A. Informatica Generale 58 Algoritmi e programmi n 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. n Programma (def) specifica di un algoritmo utilizzando un linguaggio non ambiguo e direttamente comprensibile dal computer

59 S.A. Informatica Generale 59 Algoritmi e programmi n Due punti importanti: –fissare in modo meno vago le azioni elementari eseguibili da un computer –capire come passare dal problema allalgoritmo è generalmento lasciato allintuizione e alla fantasia