Informatica Generale Materiale Didattico



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14.11.2018
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Informatica Generale


Materiale Didattico

  • Testo Principale

    • Sciuto, Bonanno, Fornaciari, Mari
    • Introduzione ai sistemi informatici (seconda ed.)
    • McGraw-Hill, 2002
  • Altri testi utilizzabili

    • M.R. Lagana’, M. Righi, F. Romani Informatica Concetti e Sperimentazioni, Apogeo, 2003
    • P. Tosoratti Introduzione all’informatica (seconda ed)Casa Editrice Ambrosiana, 1998
    • G.M. Schneider, J.L. Gersting Corso di Informatica, Jackson Libri, 2001


Introduzione



Alcune domande ...

  • Cos’è l’informatica ?

  • Perché un corso di informatica in un curriculum umanistico ?



Informatica Informazione+automatica

  • Informazione

    • insieme di entità astratte , che raccolgono ‘conoscenza’ derivata dallo sforzo di descrizione ed interpretazione del mondo (materiale o immateriale)
    • es.: un libro, una sinfonia, un quadro, un insieme di dati relativi agli studenti di un corso di laurea


Informatica Informazione+automatica (2)

  • Rappresentazione dell’informazione

    • trascrizione e registrazione dell’informazione su supporti materiali
    • es: la scrittura, un CD che registra un melodia, un insieme di schede che mantengono le informazioni relative agli studenti
    • …..secondo una opportuna codifica…
    • es: le convenzioni di rappresentazione dei caratteri, il formato del CD, la struttura dei campi di una scheda studente


Informatica Informazione+automatica (3)

  • Calcolatore :

    • un supporto per la rappresentazione di informazione ‘attivo’ che può
    • (1) raccogliere impressionati quantità di dati es: tutto l’archivio del British Museum
    • (2) rendere disponibili questi dati in modo istantaneo e con prospettive diverse a utenti diversi e in parti diverse del mondo es: permettendo a utenti di tutto il mondo di collegarsi a parti delle informazioni di BM via Internet, lasciando altre private (accesso ristretto all’amministrazione del museo)


Informatica Informazione+automatica (4)

  • Calcolatore (continua)

    • un supporto per la rappresentazione di informazione ‘attivo’ che può
    • (3) 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
      • esempi:
      • stampare la lista delle opere acquisite del BM in un certo mese,
      • decidere se una data statua passa o no per una data porta


Perché saperne di più …...

  • Di un … Lapis, Telefono, Televisore etc. ….

  • Peculiarità del Calcolatore

    • programmabilità : capacità di specializzare il dispositivo per attività complesse di elaborazione dell’informazione
    • evoluzione turbinosa del settore : non può essere usato in modo consapevole ed informato da chi non conosce i principi generali di funzionamento


Perché saperne di più … (2)

  • quindi conoscere i principi generali di funzionamento del calcolatore serve a ...

    • Utilizzarlo correttamente al massimo delle capacità
    • Decidere in modo informato se può essere o meno di aiuto per realizzare un certo compito
    • Capire le differenze ed i limiti delle diverse macchine in commercio (dove siamo …)
    • Seguire e possibilmente comprendere l’evoluzione turbinosa del settore e le capacità delle macchine future (dove andiamo …)
      • i principi fondamentali cambiano i modo molto più lento del prodotto o dell’applicativo


Alcuni esempi di applicazioni ‘complesse’

  • elaborazione di dati medici : risonanza magnetica, TAC, presentazione

  • progettazione di prodotti complessi

  • editoria elettronica

  • elaborazione di dati del territorio



Introduciamo alcuni termini

  • Consideriamo un antenato del calcolatore : il pallottoliere …

    • informazione : due numeri da addizionare
    • rappresentazione dell’informazione : i gruppi di dischetti che rappresentano ciascun numero
    • elaborazione dell’informazione : manipolare i due gruppi di dischetti in modo da avere un gruppo unico che rappresenti correttamente il risultato finale


Introduciamo alcuni termini (2)

  • Si, ma che c’entra questo con i moderni calcolatori ?

    • Anche loro rappresentano informazione di natura estremamente più varia
      • dati di vario tipo (immagini, numeri, suoni, testo, etc.)
      • ‘ricette’ per elaborare questi dati (come sommare due numeri, come impaginare correttamente un testo etc)
    • La rappresentazione è uniforme : ogni cosa è rappresentata da una sequenza di zeri (0) e di uni (1)
    • La parte che realizza l’elaborazione è in grado di interpretare e realizzare i passi richiesti dalle ‘ricette’ (calcolatori ‘general purpose’)


Introduciamo alcuni termini (3)

  • Si, ma che c’entra questo con i moderni calcolatori ? (cont.)

    • Quindi per specializzare il calcolatore per un nuovo compito ‘basta’
      • immaginare una nuova ‘ricetta’ (detta algoritmo)
      • rappresentare l’algoritmo in modo che sia comprensibile alla macchina (cioè fornire il programma che realizza quell’algoritmo)
      • 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)


Struttura di un calcolatore

  • L’architettura di Von Neumann



Struttura di un calcolatore (2)



Struttura di un calcolatore (3)



Struttura di un calcolatore (4)

  • Hw e sw



Cosa approfondiremo nel corso

  • Dati e programmi

    • come progettare e scrivere nuovi algoritmi e programmi
    • come rappresentare programmi e dati in modo binario
  • Fondamenti Hardware\Software

    • come sono organizzati i sottosistemi hw (memorie, CPU, S. Interfaccia, bus)
    • come è organizzato il software che controlla direttamente la macchina fisica (sistema operativo)


Cosa approfondiremo nel corso (2)

  • I programmi applicativi

    • quali sono le caratteristiche dei programmi applicativi comunemente usati dall’utente (fogli elettronici, basi di dati, elaborazione di testi, posta elettronica, etc)


Risolvere un problema

  • Come viene risolto un problema :



Problemi, algoritmi e programmi

  • Approfondiamo come progettare e scrivere nuovi algoritmi e programmi



Risolvere un problema (2)

  • es : riconoscere qualcuno fra la folla



Risolvere un problema (3)

  • es : torta di carote



Risolvere un problema (4)

  • Una prima considerazione :

    • essere capaci di risolvere un problema non significa essere capaci di spiegare esattamente come questo avviene


Risolvere un problema (6)

  • Seconda considerazione :

    • vogliamo essere capaci di specificare la strategia seguita dal passo di elaborazione in modo da farla eseguire ‘automaticamente’ dal computer quindi dobbiamo :
    • 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


Risolvere un problema (7)



Algoritmi e programmi

  • La situazione con il calcolatore è



Algoritmi e programmi (2)

  • 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.
  • Programma (def)



Algoritmi e programmi (3)

  • Due punti importanti:

    • fissare in modo meno vago le azioni elementari eseguibili da un computer
      • in sospeso, lo vedremo in dettaglio più avanti
    • capire come passare dal problema all’algoritmo
      • è generalmento lasciato all’intuizione e alla fantasia, vedremo degli esempi


Algoritmi e programmi (4)

  • 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: spesso non si specificano gli strumenti da utilizzare, confidando che l’esecutore umano sbatta le uova nel posto giusto
    • Non tutti i possibili casi vengono specificati
      • es: è chiaro che se c’e’ puzza di bruciato conviene spegnere il forno, anche se la ricetta non lo specifica
      • anche qua si confida nelle capacità deduttive dell’esecutore






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