Seconda Università degli Studi di Napoli Facoltà di Psicologia Abilità Informatiche Prof.ssa Zahora Giuseppina

Introduzione (Cap. 1 – pagg. 1-32) Che cos’è l’informatica ? risposte vaghe e contraddittorie perchè L’informatica abbraccia campi disparati Intelligenza Artificiale Calcolo scientifico-ingegneristico Gestione Aziendale Elaborazione di dati geografici e ambientali

Introduzione Che cos’è l’informatica Non è La scienza e la tecnologia dei calcolatori elettronici Nessuna delle molteplici applicazioni dei calcolatori Definizione L’informatica è la scienza della rappresentazione e dell’elaborazione dell’informazione tecnologia dei calcolatori strutturazione ed elaborazione delle informazioni l’elaborazione dell’informazione avviene in maniera sistematica e rigorosa e può essere automatizzata

L’informatica È la scienza che si occupa: La parola informatica deriva dal francese informatique (informazione automatica). È la scienza che si occupa: dei processi e delle tecnologie che consentono il trattamento delle informazioni della progettazione degli strumenti che concretizzano tali funzioni (computer).

Il computer DATI É una macchina costituita da dispositivi di diversa natura in grado di elaborare dati. È una macchina programmabile in grado di interpretare ed eseguire ordini impartiti dall’esterno. Risultati PROGRAMMI

Software Hardware Letteralmente significa componente soffice. È la parte logica del computer. È l’insieme dei programmi che consentono di gestire il sistema. Letteralmente significa componente dura. È la parte fisica del computer. È l’insieme delle componenti meccaniche, elettriche, elettroniche, magnetiche e ottiche.

Dato Informazione È una conoscenza elementare che presa fuori da un preciso contesto non ha alcun valore. (Il computer tratta dati). È l’incremento di conoscenza che deriva dall’elaborazione di un dato. Dato Elaborazione Informazione

Le nuove tecnologie si distinguono in: Analogiche in cui il segnale da elaborare è continuo. Digitali in cui i segnali da elaborare sono discreti (procedono a salti).

Introduzione Che cos’è l’informatica ACM: Association for Computing Machinery L’informatica è lo studio sistematico degli algoritmi che descrivono e trasformano l’informazione: la loro teoria, analisi, progetto, efficienza, realizzazione e applicazione

Introduzione Algoritmi Problema Algoritmo Diagramma a blocchi Pseudocodifica codifica Programma

Introduzione Algoritmi Es: somma di due numeri con un pallottoliere 1 2 3 Passo1: spostare 1 pallina della 1a riga da sx a dx Passo2: spostare 1 pallina della 3a riga da dx a sx Passo3: spostare 1 pallina della 2a riga da sx a dx Passo4: spostare 1 pallina della 3a riga da dx a sx ripeti fino a quando ci sono palline nella 1a riga ripeti fino a quando ci sono palline nella 2a riga

Introduzione Algoritmi Un problema è un quesito che attende una risposta detta soluzione Un processo risolutivo è un insieme di passi da compiere per giungere alla Soluzione di un problema La soluzione o risultato finale è l’obiettivo che vogliamo raggiungere partendo dai dati iniziali Il criterio di verifica è un controllo sui risultati finali per verificare che questi siano rispondenti agli obiettivi iniziali

Introduzione Algoritmi Problema: ottenere un biglietto treno per 2 persone da Roma a Milano il 20 marzo Passo 1 Passo 2 . Passo n biglietto Ottenere un biglietto Problema Risultai finali Algoritmo Da Roma a Milano X 2 persone Il 20 marzo Dati iniziali Verifica dei risultati

Introduzione Algoritmi Formulare correttamente un problema vuol dire: Chiarire gli obiettivi finali Possedere le informazioni iniziali Individuare il criterio di verifica

Introduzione Algoritmi Per descrivere il processo risolutivo bisogna: Conoscere il tema oggetto del problema Utilizzare metodi risolutivi già sperimentati Scindere il problema in sottoproblemi Ripercorrere il cammino all’indietro

Introduzione

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Introduzione Algoritmi Un algoritmo deve essere: Finito Univoco o non ambiguo o preciso Generale Completo Osservabile nei risultati Deterministico

Introduzione Algoritmi Problema: cucinare la pasta per la propria famiglia Dati iniziali: N: numero di persone di cui è composta la famiglia Algoritmo Prendere una pentola adeguata Aggiungere dell’acqua nella pentola Accendere il fuoco e mettere la pentola sul fornello Attendere che l’acqua bolla Aggiungere il sale Versare la pasta nella pentola Attendere che sia cotta Scolare la pasta togliendo l’acqua

Introduzione Algoritmi Problema: cucinare la pasta per la propria famiglia Dati iniziali: N: numero di persone di cui è composta la famiglia L: litri di acqua per persona G: quantità di pasta per persona S: grammi di sale per persona M: tempo medio di cottura Algoritmo Algoritmo corretto Prendere una pentola adeguata Aggiungere dell’acqua nella pentola Accendere il fuoco e mettere la pentola sul fornello Attendere che l’acqua bolla Aggiungere il sale Versare la pasta nella pentola Attendere che sia cotta Scolare la pasta togliendo l’acqua Prendere una pentola da N*L litri Aggiungere N*L litri di acqua nella pentola Accendere il fuoco e mettere la pentola sul fornello Attendere finchè la temperatura raggiunga 100 ° Aggiungere N*S grammi di sale Versare N*G grammi di pastanella pentola Attendere che sia cotta Scolare la pasta togliendo l’acqua

Introduzione

Introduzione Blocchi elementari blocco iniziale/finale blocco di azione blocco di controllo blocco di lettura/scrittura

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Introduzione Algoritmi: Calcolo del MCD Il Massimo Comune Divisore di due numeri è il più grande dei divisori comuni ai due numeri Es1 - MCD tra 20 e 40: ALGORITMO 1 ALGORITMO 2 Divisori di 20: 1-2-4-5-10-20 Divisori di 40: 1-2-4-5-10-20-40 MCD=20 Scomposizione di 20: 20=5*22 Divisori di 40: 40=5*23 MCD=5*22=20 Si elencano tutti i divisori dei numeri e si selezione il maggiore tra quelli comuni Si moltiplicano i fattori comuni presi una sola volta con l’esponente minore non soddisfano proprietà algoritmi Es2 - MCD tra 25 e 40: ALGORITMO 1 ALGORITMO 2 Divisori di 25: 1-5-25 Divisori di 40: 1-2-4-5-10-20-40 MCD=5 Scomposizione di 25: 25=52 Divisori di 40: 40=5*23 MCD=5

Introduzione

Introduzione Es: Algoritmo di Euclide Es1 - MCD tra 20 e 40: Es2 - MCD tra 25 e 40: a=20 b=40 (test1 falso) a=40 b=20 resto=a mod b = 0 a=b=20 b=resto=0 (test2 vero) MCD = a = 20 a=25 b=40 (test1 falso) a=40 b=25 resto=a mod b = 15 a=b=25 b=resto=15 (test2 falso) resto=25 mod 15 = 10 a=b=15 b=resto=10 resto= 15 mod 10 = 5 a=b=10 b=resto=5 resto = 10 mod 5 = 0 a=b=5 b=0 MCD = a = 5 } } scambio a e b scambio a e b

Introduzione N.B. Scambio di a e b: a b a b c 3 5 3 5 3 c=a=3 a=b=5 ? 5 3

Introduzione Algoritmi

Introduzione Diagrammi di flusso (flow chart)

Introduzione Diagrammi di flusso (flow chart)

Introduzione Diagrammi di flusso (flow chart) Condizioni di validità

Introduzione Diagrammi di flusso (flow chart) – Analisi strutturata

Introduzione Diagrammi di flusso (flow chart) – Schema sequenziale

Introduzione Diagrammi di flusso (flow chart) – Schema di selezione

Introduzione Diagrammi di flusso (flow chart) – Schema di iterazione

Introduzione Diagrammi di flusso (flow chart) – Es Introduzione Diagrammi di flusso (flow chart) – Es. Schema di iterazione

Introduzione I linguaggi per la programmazione di algoritmi linguaggio macchina Anni ’50) linguaggi ad alto livello: applicazioni matematiche e gestionali FORTRAN (FORmula TRANSlator) COBOL (Common Business Oriented Language linguaggi ad alto livello: basati sullo studio di principi della programmazione Anni ’60) ALGOL (Algorithmic Language) PASCAL C ADA linguaggi ad alto livello: Object-Oriented linguaggi ad alto livello: non convenzionali C++ Java Delphi LISP PROLOG

Introduzione Hardware CPU Memoria Centrale (RAM) Memoria di massa BUS di sistema Unità periferiche

Introduzione Personal Computer I personal computer del tipo esemplificato in figura sono tipicamente "calcolatori da ufficio", e per questo sono anche detti "desktop computer". case di tipo tower

Introduzione Personal Computer Da tempo sono disponibili calcolatori portatili, esplicitamente disegnati per essere facilmente trasportabili, anche durante l'uso. Ne esistono attualmente diverse categorie: portatile classico, dotato di schermo sufficientemente ampio e relativamente ingombrante "tablet-pc", più leggeri e di dimensioni ridotte palmari che, come suggerisce il termine, possono essere tenuti in una mano

Introduzione Altri sistemi informatici (Workstation-Mainframe) Workstation (stazioni di lavoro): video di grandi dimensioni processore di elevate prestazioni sono in grado di servire alcune decine di utenti utilizzate da professionisti per il lavoro su disegno tecnico (CAD), ricerca scientifica, o produzioni audio/video Mainframe: sistemi di grandi dimensioni capaci di gestire centinaia di utenti molti processori gigantesche memorie di massa centinaia o addirittura migliaia di terminali ES: sistemi di prenotazione dei viaggi aerei, sistemi informativi per la gestione dei conti correnti di una banca. Complessità, prestazioni e prezzo aumentano passando dai personal computer alle workstation e ai mainframe

Introduzione Altri sistemi informatici - Reti Una rete di calcolatori e costituita dalla connessione di più elaboratori per mezzo di dispositivi dedicati al trasferimento dei dati. Si distinguono due categorie principali: Ie reti locali (LAN, Local Area Network) Ie reti geografiche (WAN, Wide Area Network)

Introduzione Altri sistemi informatici - Reti Le reti locali collegano fra loro calcolatori e terminali che sono fisicamente vicini fra loro Sono molto veloci (consentono cioè di trasmettere grandi quantità di dati in poco tempo). In una rete locale alcuni "servizi" vengono messi a disposizione dei calcolatori collegati in rete: stampanti di qualità calcolatori con ampie memorie di massa per la memorizzazione di grandi quantità di dati

Introduzione Altri sistemi informatici - Reti RETE LAN stampante alta risoluzione stampante bassa risoluzione disk server bus workstation workstation workstation workstation

Introduzione Altri sistemi informatici - Reti RETE GEOGRAFICA terminali remoti collegamento diretto o tramite telefono rete geografica host host terminali locali rete geografica rete geografica rete LAN host

Introduzione Software Firmware Ambienti di programmazione Software di produttività pesonale

Introduzione Ambiente di programmazione Ambiente di programmazione: insieme di strumenti che facilitano la scrittura dei programmi e la verifica della loro correttezza. Hanno molti aspetti in comune: Editor (creazione programma sorgente) Compilatore (traduzione programma sorgente-programma oggetto Linker (collega insieme vari programmi oggettoin un unico programma eseguibile Controllore dell' esecuzione (debugger)

Introduzione Software di produttività personale Si adattano a funzioni tipiche della vita quotidiana (scrivere e comunicare Comprendono: sistemi di videoscrittura (elaboratori di testi o word processor), agende elettroniche, che consentono di memorizzare un programma di lavoro o un indirizzario personale ipertesti, che consentono di costruire strutture reticolari complesse, al cui interno trovano posto "pezzi" di testo (elenchi di vocaboli, paragrafi, riferimenti) posta elettronica (e-mail), che consente lo scambio di messaggi fra due qualsiasi utenti di sistemi informatici che siano collegati tramite una o più reti di calcolatori fogli elettronici (spreadsheet), che permettono di effettuare efficientemente l'analisi, la gestione e la rappresentazione di dati soprattutto numerici sistemi per la gestione di basi di dati (o database system)

Introduzione Applicazioni dell’informatica l'informatica si occupa della rappresentazione e la elaborazione delle informazioni le sue applicazioni si estendano potenzialmente a ogni attività umana calcolo numerico sport attività giudiziaria Fino a qualche decennio fa giochi Oggi Aumento prestazioni Aumento velocitàdi trasmissione Tecnologia multimediale Sviluppi tecnologici Riduzione dei costi Incremento qualitativo e quantitativo delle applicazioni informatiche

Introduzione Applicazioni dell’informatica Applicazioni numeriche Applicazioni gestionali I servizi telematici Automazione industriale Controllo di impianti industriali Realtà virtuale

Le applicazioni gestionali Le classiche applicazioni gestionali operano su grandi basi di dati realizzando sistemi informativi integrati Tipici ambienti applicativi: banche società finanziarie o assicurative in genere compagnie di trasporto (con i sistemi di prenotazione) società telefoniche enti pubblici (anagrafe, immatricolazione veicoli, intendenza di finanza) funzioni aziendali di contabilità gestione personale, clienti e magazzino Automazione d'ufficio (office automation): servizi finalizzati a migliorare la qualità del lavoro e I'interazione interpersonale fra gli impiegati svolgono funzioni specializzate e ripetitive (calcolo di paghe e contributi, gestione di operazioni di sportello) applicate a quantità notevoli di dati tende soprattutto a fornire servizi di alta qualità e facili da usare

Introduzione Le aree disciplinari dell’informatica Dieci aree disciplinari (Association for Computing Machinery); 1 Algoritmi e strutture dati: Studia la rappresentazione e la manipolazione dell'informazione Si occupa: della teoria degli algoritmi e delle loro proprietà formali (tra cui lo studio della loro complessità) dell'organizzazione dei dati più adatta a rappresentare l'informazione 2 Architettura dei calcolatori: Studia la realizzazione delle varie parti hardware che caratterizzano un sistema informatico Si pone come obiettivo la costruzione di elementi funzionali sempre più affidabili ed efficienti e la costruzione di sistemi e impianti sempre più complessi

Introduzione Le aree disciplinari dell’informatica 3 Intelligenza artificiale e robotica: Studia l'automazione di compiti normalmente affidati a esseri umani, simulando la loro intelligenza 4 Scienze computazionali: Studia la soluzione di problemi numerici, ponendo I'accento sull'efficienza delle tecniche risolutive e sulla precisione dei risultati

Introduzione Le aree disciplinari dell’informatica 5 Basi di dati e sistemi per il ritrovamento dell'informazione Studia la gestione di grandi quantità di dati, essenziale nelle applicazioni gestionali 6 Grafica computerizzata Studia Ie tecniche per rappresentare e manipolare immagini bidimensionali e tridimensionali sullo schermo del calcolatore

Introduzione Le aree disciplinari dell’informatica 7 Interazione uomo-calcolatore Studia I'efficienza del trasferimento di informazione fra uomo ed elaboratore, non solo tramite le interfacce classiche (monitor e tastiera), ma anche attraverso vari sensori e attuatori. 8 Sistemi operativi e software di rete Studia la costruzione e la gestione dei sistemi operativi e del software dedicato al controllo delle reti di calcolatori

Introduzione Le aree disciplinari dell’informatica 9 Linguaggi di programmazione Studia i linguaggi e le tecniche di programmazione, individuando caratteristiche comuni ai vari linguaggi e definendo in modo preciso le loro proprietà Studia le problematiche legate alla traduzione dei linguaggi di alto livello in linguaggi operativi, cioè eseguibili direttamente dall'elaboratore 10 Ingegneria del software Studia le metodologie e gli strumenti che possono aiutare nella costruzione di programmi e sistemi software, ponendosi per obiettivo l'aumento della produttività dei programmatori e la realizzazione di applicazioni più efficienti, affidabili e facili da usare per l'utente finale.