Informatica Lezione 1 Scienze e tecniche psicologiche dello sviluppo e dell'educazione Anno accademico:

Docente Jeremy Sproston Telefono: Ufficio 33, Dipartimento di Informatica, Corso Svizzera 185 (entrata: via Pessinetto 12) Ore di ricevimento: Mercoledì 10:00 – 12:00 Sito web:

Orario Parte teorica - dal 26/09/05 al 15/11/05: Lunedì 9:00 – 11:00, Aula 10 Martedì 16:00 – 18:00, Aula 10  La lezione di Martedì 15/11/05 si terrà dalle 9.00 alle in Aula 10 Parte applicativa - dal 21/11/05: Gli studenti i cui cognomi iniziano con la lettera A fino alla lettera L (inclusi):  Lunedì 9:00 – 11:00, Aula 9 informatica Gli studenti i cui cognomi iniziano con la lettera M fino alla lettera Z (inclusi):  Martedì 9:00 – 11:00, Aula 9 informatica

Testi consigliati Testo principale: L. Console, M. Ribaudo, U. Avalle. Introduzione all'informatica (3 ed), UTET libreria, Torino, 2004 Altri testi: D. Curtin, K. Foley, K. Sen, C. Morin. Informatica di base (2 ed), McGraw-Hill, 2002 Oppure: D. Curtin, K. Foley, K. Sen, C. Morin. Informatica di base (3 ed), McGraw-Hill, 2005

Sito web Sito web del corso: I lucidi del corso, esercizi, esiti degli esami scritti, e altri materiale saranno disponibile al sito web

Obiettivi del corso Un’introduzione generale all'informatica ed all'uso dei calcolatori Una parte generale sull'introduzione dei concetti di base dell'informatica e dell'utilizzo dei computer (“parte teorica”) Una seconda parte sull'uso di programmi e pacchetti applicativi per la gestione dei file, l'elaborazione di testi, di creazione di presentazioni, fogli elettronici, navigazione nella rete Internet, ecc. (“parte applicativa”)

Parte teorica Introduzione ai concetti di base degli elaboratori elettronici e dell'informatica L'informazione (testo, numeri, immagini, suoni, ecc.) e la sua rappresentazione digitale Architettura dell’hardware dell'elaboratore Il software Reti di calcolatori: reti locali, reti geografiche (Internet e sue applicazioni)

Parte applicativa Gestione dei file Presentazione di programmi applicativi per l'elaborazione di testi, presentazione di fogli elettronici, navigazione nella rete Internet Esercitazioni (utilizzo di programmi applicativi)

Informatica L'informazione: la sua codifica; le tecniche per raccoglierla, memorizzarla, distribuirla, trasformarla,... Il computer: il suo funzionamento, le possibilità che offre per la trasformazione dell’informazione, le tecniche di utilizzo... La comunicazione: tra computer, tra persone (mediata dal computer) Informatica: la scienza della rappresentazione e dell'elaborazione dell'informazione

Hardware Struttura fisica (architettura) del calcolatore formata da parti meccaniche, elettriche, elettroniche

Software Componente del calcolatore costituita dai: Programmi di base per la gestione del sistema Programmi applicativi per l’uso del sistema (possono usare i programmi di base)

Hardware: architettura dei computer (in breve) In un computer possiamo distinguere quattro unità funzionali: Il processore La memoria principale La memoria secondaria I dispositivi di input (inserimento)/output (restituzione di risultati) Il processore e la memoria principale costituiscono l’unità centrale del computer

Componenti principali di un computer Processore Stampante Periferiche di input/output Memoria secondaria (o di massa) Unità centrale Memoria principale Tasteria e monitor

L’uso dell’informazione Un computer deve: Memorizzare l’informazione  Usando la memoria principale/secondaria Elaborare l’informazione  Usando il processore Fare l’input/output dell’informazione  Usando i dispositivi di input/output

Tipi di informazione Esistono vari tipi di informazione, di natura e forma diversa, così come rappresentazioni diverse della stessa informazione La scelta della rappresentazione è in genere vincolata al tipo di utilizzo ed al tipo di operazioni che devono essere fatte sulle informazione stesse

Tipi di informazione Il computer memorizza ed elabora informazioni che devono essere rappresentate in una forma gestibile Rappresentazione digitale

Tipi di informazione Mondo esterno informazione rappresentazione digitale codifica decodifica Computer: memorizzazione, elaborazione

Rappresentazione digitale = rappresentazione binaria L’entità minima di informazione che possiamo trovare all’interno di un elaboratore prende il nome di bit Binary digit – cifra binaria Un bit può assumere due valori Rappresentazione binaria Solo due simboli (0 e 1)

Perché la rappresentazione binaria? Le informazioni rappresentate nel sistema binario possono essere elaborate secondo vari criteri e con vari strumenti

Perché la rappresentazione binaria? I due simboli (0 e 1) possono essere rappresentate da: Due stati di polarizzazione di una sostanza magnetizzabile Due stati di carica elettrica di una sostanza …

Perché la rappresentazione binaria? I due simboli (0 e 1) possono essere rappresentate da: … Al passaggio/non passaggio di corrente attraverso un cavo conduttore Al passaggio/non passaggio di luce attraverso un cavo ottico

Codifica dell’informazione Per poter rappresentare un numero maggiore di informazione si usano sequenze di bit Per esempio, per rappresentare quattro informazioni diverse possiamo utilizzare due bit che ci permettono di ottenere quattro configurazione distinte Il processo secondo cui si fa corrispondere ad un’informazione una sequenze di bit prende il nome codifica dell’informazione

Codifica binaria Esempio: un esame può avere quattro possibili esiti: ottimo, discreto, sufficiente, insufficiente Codifico (due bit): ottimo con00 discreto con01 sufficiente con10 insufficiente con11

Codifica binaria Esempio: otto colori: nero, rosso, blu, giallo, verde, viola, grigio, arancione Codifico (tre bit): nero con000 rosso con001 blu con010 giallo con011 verde con100 viola con101 grigio con110 arancione con111

Codifica binaria Con 2 bit si codificano 4 informazioni (2 2 ) Con 3 bit si codificano 8 informazioni (2 3 ) … Con N bit si possono codificare 2 N informazioni differenti

Codifica binaria Se il problema è quello di dover rappresentare M informazioni differenti si deve selezionare il numero di N bit in modo tale che 2 N >= M Esempio: per rappresentare 40 informazioni differenti devo utilizzare 6 bit perché 2 6 = 64 5 bit non sono sufficienti perché 2 5 = 32

Codifica binaria Esiste una particolare aggregazione di bit che è costituita da 8 bit (2 8 = 256 informazioni) e prende il nome di byte Di solito si usano i multipli del byte KiloKB2 10 (~ un migliaio, 1024 byte) MegaMB2 20 (~ un milione, 1KB x 1024 byte) GigaGB2 30 (~ un milliardo, 1MB x 1024 byte) TeraTB2 40 (~ mille miliardi, 1GB x 1024 byte)

Codifica dei caratteri Alfabeto anglosassone Lettere maiuscole e minuscole Cifre numeriche (0, 1, 2, …, 9) Simboli di punteggiatura (,. ; : ! “ ? …) Segni matematici (+, -, {, [, >, …) Caratteri nazionali (à, è, ì, ò, ù, ç, ñ, ö, …) può essere codificato usando un byte (220 caratteri circa) Il metodo di codifica più diffuso tra i produttori di hardware e di software prende il nome ASCII (American Standard Code for Information Interchange)

Codifica dei caratteri (ASCII) ASCIISimbolo NUL (spazio bianco) …… > ? A B C ……

Codifica delle parole Parole sono sequenze di caratteri Codifica della parole cane c a n e Il problema inverso: data una sequenza di bit, il testo che essa codifica può essere ottenuto nel modo seguente: si divide la sequenza in gruppi di otto bit (byte) si determina il carattere corrispondente ad ogni byte

Codifica dei caratteri Abbiamo considerato il codice: ASCII: 8 bit per carattere Un’altro codice: UNICODE, 16 bit per carattere (ASCII + caratteri etnici) Microsoft Windows usa un codice proprietario a 16 bit per carattere, simile ad UNICODE

Codifica delle immagini Suddividiamo l’immagine mediante una griglia formata da righe orizzontali e verticali a distanza costante

Codifica delle immagini Ogni quadratino derivante da tale suddivisione prende il nome di pixel (picture element) e può essere codificato in binario secondo la seguente convenzione: Il simbolo “0” viene utilizzato per la codifica di un pixel corrispondente ad un quadratino in cui il bianco è predominante Il simbolo “1” viene utilizzato per la codifica di un pixel corrispondente ad un quadratino in cui il nero è predominante

Codifica delle immagini

Poiché una sequenza di bit è lineare, è necessario definire convenzioni per ordinare la griglia dei pixel in una sequenza. Assumiamo che i pixel siano ordinati dal basso verso l’alto e da sinistra verso destra

Codifica delle immagini Non sempre il cortorno della figura coincide con le linee della griglia. Quella che si ottiene nella codifica è un’approssimazione della figura originaria Se riconvertiamo la sequenza di stringhe in immagine otteniamo

Codifica delle immagini La rappresentazione sarà più fedele all’aumentare del numero di pixel, ossia al diminuire delle dimensioni dei quadratini della griglia in cui è suddivisa l’immagine