S.A.

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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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

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3

Prime domande

A. Cosa è l’Informatica?

B. Perché introdurla in ambienti umanistici?

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4

Prime risposte A

Informatica=

Informazione+automatica

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5

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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6

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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7

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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8

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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9

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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10

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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11

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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12

INFORMATICA

trattamento automaticodelle informazioni

=

Informazione+automatica

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13

Trattamento

raccolta

memorizzazione

elaborazione

Informazione+automatica

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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

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15

Prime risposte B

Software Hardware

SISTEMA DE ELABORAZIONE

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16

SOFTWARE HARDWARE

Insieme di programmi • funzionamento• applicativi

Parte fisica diun sistema di elaborazione

Prime risposte B

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17

–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

Prime risposte B

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18

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

Prime risposte B

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19

TERMILOGIA

CD-ROM DVD

Modem Mouse

Scanner Masterizzatore

Reti Internet ……

Prime risposte B

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20

TERMILOGIA

HTML WWW

FTP E-MAIL

WORD ACCES

EXCEL ……….

TELNET

Prime risposte B

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21

BlaisePascal

1623-1662

1642 - macchina addizionatrice

StoriaStoria

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22

Charles Babbage (1792-1871)

DIFFERENCE ENGINE

Storia (2)Storia (2)

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23ENIACENIAC

Eletric Numeric Integrator and CalculatorEletric Numeric Integrator and Calculator

Storia (3)Storia (3)

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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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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

ENIACEletric Numeric Integrator and Calculator

Storia (5)Storia (5)

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26

UNIVACUNIVAC

Storia (6)Storia (6)

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27

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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28

1° generazioneanni ‘40

2° generazioneanni ‘60

3° generazioneanni ‘ 70

valvole

transistor

circuiti integrati

EvoluzioneEvoluzione

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29

4° generazioneMICROPROCESSORI

Evoluzione (2)Evoluzione (2)

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30MINIATURIZZAZIONE e PONTENZIAMENTO

Evoluzione (3)Evoluzione (3)

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31

Codifica dell’informazione

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32

Espressione analogicaEspressione analogica

Codifica dell’informazione

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33

00+05=0500+05=05Espressione digitaleEspressione digitale

Codifica dell’informazione

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34BITBIT

Codifica dell’informazione

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35

accesoacceso spentospento

11 00

BITBIT

Codifica dell’informazione

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36

0100000101000001

8 BIT8 BIT

Codifica dell’informazione

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37AA1000001010000010

8 BIT8 BIT

Codifica dell’informazione

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38

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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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 dell’informazione (9)

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40

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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41

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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42

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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43

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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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)

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45

Architettura (Jhon Von Newmann, anni ’40)

Istruzioni e dati tradotti con lo stesso codice e registrati nella stessa memoria

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46

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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47

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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48

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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49

Struttura di un calcolatore (4)

– Hardware e software

Memoria

conserva

Dati e Programmi

Processore Sottosistemadi Interfaccia

Software

Hardware

bus

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50

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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51

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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52

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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53

Risolvere un problema

es : trovare il massimo di un insieme di numeri

Ordinare un insieme di dati

…

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54

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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55

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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56

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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57

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

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58

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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59

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