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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Informatica
Generale
1
INFORMATICA GENERALE a.a. 2006/2007COGNOMI A-L
Silvano Antonelli-Ricevimento : • durante il corso:
Martedì ore 15.30presso Dipartimento di Informatica, Largo Pontecorvo 2Stanza 394
• Per appuntamentoposta elettronica : s.antonelli@humnet.unipi.itPagina web : (programma, esami, date appelli…)http://www.di.unipi.it/~antonell/
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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
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Prime domande
A. Cosa è l’Informatica?
B. Perché introdurla in ambienti umanistici?
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Prime risposte A
Informatica=
Informazione+automatica
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INFORMAZIONE
dato al quale si attribuisce un
significato particolareEs : un testoRegistrato: su carta, incisoTrasmesso: via rete, per posta, letto…
Dati e informazioni
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Informazione :Rappresentazione
trascrizione ,registrazione memorizzazione dell’informazione 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
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numerichenumeriche
alfabetichealfabetiche
alfanumerichealfanumeriche
iconiche e graficheiconiche e grafiche
sonoresonore
1.243.7401.243.740
Azzurra Azzurra RossiRossi
Via Verdi, 17Via Verdi, 17 Porto AzzurroPorto Azzurro
Informazione
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Informazione+automatica
Elaboratore , Calcolatore :
un supporto attivo per la rappresentazione di informazione 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
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Informazione+automatica 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 rappresentatiEs. stampare vari certificati
- verificare se un libro è in prestito- mettere in ordine alfabetico- trovare il maggiore in una sequenza di numeri
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Informazione+automatica-(5) Peculiarità del Calcolatore
– programmabilità : capacità di specializzare il dispositivo per attività complesse di elaborazione dell’informazione 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 l’elaborazione è in grado di interpretare e realizzare i passi richiesti dalle ‘ricette’ (calcolatori ‘general purpose’)
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Informazione+automatica-(5) Peculiarità del Calcolatore
– 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)
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INFORMATICA
trattamento automaticodelle informazioni
=
Informazione+automatica
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Trattamento
raccolta
memorizzazione
elaborazione
Informazione+automatica
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- 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
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Prime risposte B
Software Hardware
SISTEMA DE ELABORAZIONE
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SOFTWARE HARDWARE
Insieme di programmi • funzionamento• applicativi
Parte fisica diun sistema di elaborazione
Prime risposte B
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–Capire le differenze ed i limiti delle diverse macchine in commercio–Seguire e possibilmente comprendere l’evoluzione turbinosa del settore e le capacità delle macchine future (i principi fondamentali cambiano i
modo molto più lento del prodotto o dell’applicativo)
–Evitare :• di provocare danni• di essere infettati da virus• di essere intasati dalla posta elettronica
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TERMILOGIADesktop / Tower Processore CPUFrequenza : 550 /1000…Mhz 2GMemoria RAM : 128 /256… MbMemoria ROM Floppy Disk : 3.5” 1.44 MbHard Disk : 6-8-…200 …GbPorte seriali e paralleleSlot disponibili : 2
Porta parallelaSlot : 2
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TERMILOGIA
CD-ROM DVD
Modem Mouse
Scanner Masterizzatore
Reti Internet ……
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TERMILOGIA
HTML WWW
FTP E-MAIL
WORD ACCES
EXCEL ……….
TELNET
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BlaisePascal
1623-1662
1642 - macchina addizionatrice
StoriaStoria
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Charles Babbage (1792-1871)
DIFFERENCE ENGINE
Storia (2)Storia (2)
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Generale
23ENIACENIAC
Eletric Numeric Integrator and CalculatorEletric Numeric Integrator and Calculator
Storia (3)Storia (3)
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Generale
24ENIACENIAC
Eletric Numeric Integrator and CalculatorEletric Numeric Integrator and Calculator
John Presper EckertJohn Presper EckertJohn William MauchlyJohn William Mauchly
19461946
Storia (4)Storia (4)
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• 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
ENIACEletric Numeric Integrator and Calculator
Storia (5)Storia (5)
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UNIVACUNIVAC
Storia (6)Storia (6)
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Herman Hollerith (1860-1929)
Tabulating Machines Company 1896
Thomas John Watson (1874-1956)
International Business Machine Corp.IBM
Storia (7)Storia (7)
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1° generazioneanni ‘40
2° generazioneanni ‘60
3° generazioneanni ‘ 70
valvole
transistor
circuiti integrati
EvoluzioneEvoluzione
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4° generazioneMICROPROCESSORI
Evoluzione (2)Evoluzione (2)
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30MINIATURIZZAZIONE e PONTENZIAMENTO
Evoluzione (3)Evoluzione (3)
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Codifica dell’informazione
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Espressione analogicaEspressione analogica
Codifica dell’informazione
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00+05=0500+05=05Espressione digitaleEspressione digitale
Codifica dell’informazione
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34BITBIT
Codifica dell’informazione
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accesoacceso spentospento
11 00
BITBIT
Codifica dell’informazione
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0100000101000001
8 BIT8 BIT
Codifica dell’informazione
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37AA1000001010000010
8 BIT8 BIT
Codifica dell’informazione
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1 byte = 1 carattere1 byte = 1 carattere
10000010= A10000010= A
8 BIT = 1 BYTE8 BIT = 1 BYTE
8 BIT8 BIT
Codifica dell’informazione
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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 dell’informazione (9)
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Chilo K 210 103
Mega M 220 106
Giga G 230 109
Tera T 240 1012
(es.: dischi di capacità 260 GB)
Codifica dell’informazione (10)
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ELABORAZIONE
0, 1 0, 1
Tipi di dati da codificare:– numeri– testo– immagini– suoni
Numeri binari
CODIFICA DECODIFICA
HW/SW HW/SW
In successivi passi di semplificazione.
Codifica dell’informazione (11)
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Elaborazione dell’informazione
Codifica dei dati di ingresso Codifica delle istruzioni Decodifica dei risultati
Input :-dati di ingresso-istruzioni
Output :-risultati
ELABORATORE
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Trasmissione dell’informazione
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. A ELAB. B
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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)
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Architettura (Jhon Von Newmann, anni ’40)
Istruzioni e dati tradotti con lo stesso codice e registrati nella stessa memoria
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Struttura di un calcolatore
L’architettura di Von Neumann
Memoria(RAM,dischi, etc)
Mantiene Dati e Programmi
Processore(CPU)
E’ un esecutore capacedi interpretare i singoli passirichiesti dai programmi (istruzioni elementari)
Sottosistemadi Interfaccia
Permette di comunicare dati e programmi alla macchina e di ottenere i risultati (tastiera, micr., stampante, schermo, )
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Struttura di un calcolatore (2)
Memoria Processore Sottosistemadi Interfaccia
La comunicazione fra i tre sottosistemiviene effettuata attraverso un dispositivo fisicodetto 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
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Struttura di un calcolatore (3)
Memoria Processore Sottosistemadi 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
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Struttura di un calcolatore (4)
– Hardware e software
Memoria
conserva
Dati e Programmi
Processore Sottosistemadi Interfaccia
Software
Hardware
bus
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Schema generale :
Dati diingresso
Descrivono il casoin esame
Elaborazione
Manipolazione dei dati di ingressoin modo da costruire la soluzione cercata
Rappresentano lasoluzione del caso in esame
Dati diuscita
Risolvere un problema
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Risolvere un problema
es : riconoscere qualcuno fra la folla
Dati diingresso
Immagine dellafolla
Elaborazione
Ricerca nell’immagineSI, NO, chi è la persona riconosciuta
Dati diuscita
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Risolvere un problema
es : torta di carote
Dati diingresso
Ingredienti
Elaborazione
Combinazione degli ingredienti secondo una opportuna ricetta La torta !
Dati diuscita
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Risolvere un problema
es : trovare il massimo di un insieme di numeri
Ordinare un insieme di dati
…
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Risolvere un problema
vogliamo essere capaci di specificare la strategia seguita dal passodi elaborazione in modo da farla eseguire ‘automaticamente’ dalComputer
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
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Risolvere un problema
Dati diingresso
Ingredienti
Elaborazione
Combinazione degli ingredienti secondo una opportuna ricetta La torta !
Dati diuscita
Cuoco (che sa ‘come’)
Descrizione del ‘come’ espressa attraversola combinazione di azioni elementari
Io(che conosco alcune azioni elementari:accendere il forno, sbattere le uova)
ricetta
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Algoritmi e programmi La situazione con il calcolatore è
Dati diingresso
Codificati opportunamente
Elaborazione
Trasformazione dei dati di ingressoseguendo i passi specificatida un opportuno algoritmo
Dati diuscita
Umano (che conosce l’algoritmo)
Ovvero la descrizione dell’algoritmosecondo un linguaggio comprensibile alcalcolatore
Calcolatore(che conosce alcune azioni elementari:es confrontare due numeri, eseguire semplicioperazioni aritmetiche
programma
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Algoritmi e programmi
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 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
S.A.
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Algoritmi e programmi
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)specifica di un algoritmo utilizzando un linguaggio non
ambiguo e direttamente comprensibile dal computer
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Algoritmi e programmi
Due punti importanti:– fissare in modo meno vago le azioni elementari
eseguibili da un computer
– capire come passare dal problema all’algoritmo• è generalmento lasciato all’intuizione e alla fantasia
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