Esame di Informatica - Colitta · Informatica – Lezione 1 – Ver. 1.0 Andrea Colitta 37 LE...

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Facoltà di Scienze Motorie

Esame di InformaticaA.A. 2011/12

Lezione 1

Informatica – Lezione 1 – Ver. 1.0 Andrea Colitta 2

� Andrea Colitta

� E-mail: [email protected]� indicare nell’oggetto “Esame Informatica: …”

specificando il corso di laurea nel testo dell’email

� Pagina del corso: http://www.colitta.it/insegnamenti.php

� Ricevimento: dopo la lezione oppure su appuntamento.

Chi sono


� Lezioni frontali / Appunti

� Diapositive del docente:� http://www.colitta.it/insegnamenti.php

� Libri di testo: (ad integrazione dei punti precedenti)

� Informatica di base The McGraw-Hill Autori: Dennis P. Curtin, Kim Foley, Kunal Sen, Cathleen Morin

� Materiale reperibile su internet

Preparazione all’esame


� Il corso si propone di fornire una panoramica sull’informatica e su gli strumenti maggiormente utilizzati nei nostri giorni

� Far crescere il vostro interesse nei confronti di una disciplina ormai alla base della vita quotidiana

Obiettivo del corso

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� Introduzione ai concetti di base dell’informatica, degli elaboratori elettronici e delle comunicazioni

� Algoritmi e programmi. Soluzione dei problemi in modo algoritmico

� Software e sistemi operativi

� Architettura hardware dell’elaboratore

� Rappresentazione dell’informazione

� Internet e Reti di computer

Programma del Corso: parte teorica


� Ambiente di lavoro grafico (MS Windows)

� Elaborazione di testi con programmi di videoscrittura (MS Word)

� Browser (Mozilla,MS Internet Explorer)

� Laboratorio

Programma del Corso: Parte pratica?


L’evoluzione


INFORMATICA (Definizione)

“ INFORMATICA ” significa : “ INFORMAZIONE AUTOMATICA ”

Parole chiave :

� DATI: rappresentano la trasformazione delle informazioni in numeri, lettere, grafici, musica,….

� INFORMAZIONI: sono l’insieme di conoscenze relative aduna particolare disciplina

� ALGORITMO: Insieme di istruzioni elementari (univocamente interpretabili) che, eseguite in un ordine stabilito, permettono la soluzione di un problema in un numero finito di passi

L’informatica descrive la scienza del trattamento automatico delle informazioni mediante il computer.

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APPLICAZIONI DELL’INFORMATICA

� Algoritmi e strutture dati� Architettura degli elaboratori� Intelligenza artificiale

� Basi di dati� Grafica� Interazione uomo-macchina

� Sistemi operativi e reti� Linguaggi di programmazione� ...


Linguaggi di programmazione

� (fonte: Wikipedia) “ …è un linguaggio formaledotato di una sintassi ben definita e si usa per scrivere programmi per calcolatori, cioè per codificare algoritmi e strutture dati in una forma più vicina al linguaggio umano …“

� Esempi: C, C++, Pascal, JAVA, COBOL, BASIC


LINGUAGGI: CONCETTI CHIAVE� Variabile: un dato o un insieme di dati, noti o ignoti; ad

una variabile corrisponde sempre, da qualche parte, un certo numero (fisso o variabile) di locazioni di memoria che vengono allocate, cioè riservate, per contenere i dati stessi. Molti linguaggi inoltre attribuiscono alle variabili un tipo, con differenti proprietà (stringhe di testo, numeri, liste, atomi ecc.).

� Istruzione: un comando, una funzione, oppure una regola descrittiva. A prescindere dal particolare linguaggio, ogni volta che un'istruzione viene eseguita, lo stato interno del calcolatore (che sia lo stato reale della macchina oppure un ambiente virtuale, teorico, creato dal linguaggio) cambia.


� Espressione: una combinazione di variabili e costanti, unite da operatori; Una espressione viene valutata per produrre un valore, e la sua valutazione può produrre "effetti collaterali" sul sistema e/o sugli oggetti che vi partecipano.

� Strutture di controllo, che permettono di governare il flusso dell'esecuzione del programma, alterandolo in base al risultato di una espressione (che può ridursi al contenuto di una variabile, o essere anche molto complessa).

� Strutture dati, meccanismi che permettono di organizzare e gestire dati complessi.

LINGUAGGI: CONCETTI CHIAVE

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UN PO’ DI STORIA

� Qual è stato il primo calcolatore della storia umana?


L’ABACO: COME FUNZIONA


I PADRI DELL’INFORMATICA

Jon von Neumann

Alan Turinghttp://www.turing.org.uk/turing/


ENIGMA

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IL FUTURO:

?Informatica – Lezione 1 – Ver. 1.0 Andrea Colitta 18

Il “Personal Computer” (PC)

è un sistema ovvero un insieme di parti collegate che per funzionare necessita di “ programmi” e dell’intervento dell’uomo.

PERSONAL COMPUTER (1/3) (Definizione)


Inizialmente concepito per eseguire rapidamente calc oli (Computer infatti vuol dire Calcolatore), oggi è un o strumento utile a tutti in grado di:

• eseguire programmi applicativi (MS Word, MS Excel, … )

• gestire enormi quantità di dati in maniera efficace e veloce



• far comunicare utenti fisicamente distanti tra loro

Es. Tramite Internet

• soddisfare un innumerevole quantità di altre richie ste


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Architettura

Insieme di Hardware e Software

DISPOSITIVO INPUT

DISPOSITIVO OUTPUT

RAM

CPU

SW


HARDWARE & SOFTWARE (1/2)

L’insieme delle apparecchiature costituisce l’Hardware mentre i programmi sono il Software.

In altre parole:

•L’Hardware è l’insieme delle parti tangibili, che ha nno consistenza (es. Monitor, Tastiera, Stampante, Mouse ,…)


HARDWARE & SOFTWARE (2/2)

•Il Software è la parte del computer che non si può t occare ovvero il LIVELLO LOGICO composto da istruzioni che consentono all’Hardware di svolgere i propri compit i.

Si può dire quindi che l’hardware è il corpo mentre il software è la mente del computer.

Es. Microsoft Office


Dentro un computer

Alimentazione

Disco rigido

Scheda di espansione

Slot di espansione

Drive per dischettii

Slot per drive

Lettore CD-ROM

RAM: Memoria di Accesso casuale

CPU: Unità Centrale di Elaborazione

Piasta madre

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Dietro un computer

Porta tastiera

Porta video

Porta parallela

Una porta parallela o connettore femmina prevede 25 piedini. ServeA collegare stampanti o drive a nastro.

Porta seriale Le porte seriali possono avere 9 o 25Piedini. Normalmente si utilizzanoPer collegare il mouse o il modem.

Porta USB Si possono collegare modem, joystick, scanner, webcam.


L’HARDWARE (1/4)

L’hardware di un sistema di elaborazione si divide i n “ unitàcentrale” e “ unità periferiche” .

NB: da non confondere Unità centrale con Unità central e di elaborazione (CPU)!!!

CPU (Unità centrale di elaborazione)


L’unità centrale è l’insieme costituito da:

•Unità centrale di elaborazione

•Supporti di memorizzazione (es. Hard disk)

•Porte di entrata e di uscita

•Scheda madre, etc.

L’HARDWARE (2/4)


Le Unità periferiche sono le parti hardware collegate all’unità centrale tramite “ porte ” o connessioni dirette .

Si distinguono in periferiche di input e di output.

L’HARDWARE (3/4)

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Periferiche di input sono dedicate all’inserimento d ei dati (Tastiera, Mouse, Scanner, CD-Rom,…).

Periferiche di output sono utilizzate per l’uscita dei dati (Stampante, Monitor,…).

Inoltre ci sono periferiche che sono sia di input che dioutput (Hard disk, Dischetti, Modem).

L’HARDWARE (4/4)


Per svolgere il proprio compito l’hardware deve ricevereistruzioni su come elaborare i dati.

Tali istruzioni vengono fornite dai programmi (software) .

IL SOFTWARE (1/3)


IL SOFTWARE (2/3)

• Software di sistema : comprende i programmi che fann o funzionare il sistema (es. Sistema Operativo)

Il software si divide in due categorie:


• Software applicativo : ha il compito di elaborare i dati in relazione alle esigenze degli utenti (es. programmi d i videoscrittura, di gestione contabilità,…)

IL SOFTWARE (3/3)

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ARCHITETTURA DI VON NEUMANN

� Il sottosistema di memorizzazione (memoria) contiene dati ed istruzioni, inseriti inizialmente tramite i dispositivi di interfaccia ;

� Il sottosistema di elaborazione (CPU) opera in sequenza, legge le istruzioni e i dati su cui operare, esegue le istruzioni e memorizza il risultato dell’elaborazione di nuovo in memoria;

� Output del risultato mediante interfaccia .

INTERFACCIA MEMORIZZAZIONE ELABORAZIONE

CONNESSIONE


ARCHITETTURA DI VON NEUMANN vs. COMPUTER


RELAZIONE� Partiamo dai concetti chiave del funzionamento di

un computer che abbiamo visto parlando della macchina di Von Neumann

� Un computer trasforma dati in informazioni (dati elaborati e impiegabili per prendere decisioni)

� Utilizza hardware (dispositivi fisici del computer) e software (programmi, ossia istruzioni che dicono al computer come eseguire un certo compito)

� Tutti i computer svolgono le seguenti operazioni:� Input� Output� Elaborazione e controllo� Comunicazione� Memorizzazione


IL MICROPROCESSORE(Central Processing Unit )

Circuito integrato che ha il compito di elaborare i dati presenti nella memoria RAM, seguendo le indicazioni del software. Inoltre coordina il funzionamento di tutte le periferiche.

All’interno è organizzato in :

• Unità aritmetico logica (ALU)

• Unità di controllo (CU)

• Registri

• Floating Point Unit (FPU)

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LE PERIFERICHE DI INPUT/OUTPUT

� Permettono lo scambio dei dati tra l’utente ed il calcolatore.

� Controllati dalla CPU� Master – Slave� Interrupt (fine operazione)

Ogni dispositivo di I/O è costituito da:� Dispositivo fisico� Driver


LE MEMORIE

Periferiche in grado di inserire, immagazzinare ed estrarre informazioni. Tipicamente nella memoria risiedono i programmi in esecuzione con i relativi dati

MEMORIA TIPO VELOCITA’ COSTO

A semiconduttore Elettronica Alta Elevato

Magnetiche Magnetica Media Medio

Ottiche Ottica Bassa Basso


CACHE

� E’ una memoria (veloce) volatile che mantiene copia dei dati e delle istruzioni più utilizzate.

� Quando la CPU deve leggere una istruzione o un dato consulterà la memoria cache prima di accedere alla memoria centrale; se il dato e’ presente in cache verrà fornito alla CPU in un tempo molto ridotto (~ nano-secondi).

� Dimensione da 256 kB a pochi MB� La memoria cache è organizzata in due

distinti livelli: 1°livello (L1) o interna e 2°livello (L2) o esterna


MEMORIA CENTRALE

• RAM (Random Access Memory )

E’ una memoria volatile , cioè i dati al suo interno si perdono quando il computer viene spento. E’ detta anche memoria di lettura-scrittura .

Random: indica la modalità di accesso ai dati

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• ROM (Read Only Memory )

E’ una memoria permanente , le informazioni non si perdono quando il computer viene spento. Al contrar io della RAM, non si può scrivere su di essa.

MEMORIA CENTRALE


MEMORIA CENTRALE

Sia la RAM che la ROM hanno una struttura matriciale .

Si possono considerare come una tabella di m righe e n colonne.

La CPU ricerca le informazioni tramite il numero di riga e di colonna.

Più la memoria RAM è grande, più il computer lavora velocemente e più programmi contemporaneamente poss ono essere aperti!


LE MEMORIE DI MASSA MAGNETICHE

Sono periferiche adibite sia all’ input che all’ output , cioè su di esse si può sia leggere che scrivere .

• Disco Rigido (Hard disk)

Supporto magnetico in grado di memorizzare in modopermanente i dati elaborati fino a quando decidiamo di cancellarli.

Oltre ai dati, su disco fisso, si trovano il Sistem a Operativo e tutti i programmi.


LE MEMORIE DI MASSA MAGNETICHE

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LE MEMORIE DI MASSA MAGNETICHE E OTTICHE

• Floppy disk : hanno un diametro di 3,5 pollici, pres entano uno sportellino di apertura e sono racchiusi in un c ontenitore di plastica rigida. Hanno tracce concentriche.

• CD (Compact Disk) o DVD (Digital Versatile Disk): non è un supporto magnetico, ma una memoria di massa di tipo ottico . Ha un’intera traccia a spirale.


SCALA DELLE MEMORIE


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