Informatica Lezione 1 Scienze e tecniche psicologiche dello sviluppo e dell'educazione Anno...
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Informatica
Lezione 1
Scienze e tecniche psicologiche dello sviluppo e dell'educazioneAnno accademico: 2005-2006
Docente
Jeremy [email protected]: 0116706772Ufficio 33, Dipartimento di Informatica, Corso Svizzera 185 (entrata: via Pessinetto 12)Ore di ricevimento: Mercoledì 10:00 – 12:00Sito web: http://www.di.unito.it/~sproston/
Orario
Parte teorica - dal 26/09/05 al 15/11/05: Lunedì 9:00 – 11:00, Aula 10 Martedì 16:00 – 18:00, Aula 10
La lezione di Martedì 15/11/05 si terrà dalle 9.00 alle 11.00 in Aula 10
Parte applicativa - dal 21/11/05: Gli studenti i cui cognomi iniziano con la lettera
A fino alla lettera L (inclusi): Lunedì 9:00 – 11:00, Aula 9 informatica
Gli studenti i cui cognomi iniziano con la lettera M fino alla lettera Z (inclusi): Martedì 9:00 – 11:00, Aula 9 informatica
Testi consigliati
Testo principale: L. Console, M. Ribaudo, U. Avalle. Introduzione
all'informatica (3 ed), UTET libreria, Torino, 2004
Altri testi: D. Curtin, K. Foley, K. Sen, C. Morin.
Informatica di base (2 ed), McGraw-Hill, 2002 Oppure: D. Curtin, K. Foley, K. Sen, C. Morin.
Informatica di base (3 ed), McGraw-Hill, 2005
Sito web
Sito web del corso:
http://www.di.unito.it/~sproston/Psicologia/0506/psi0506.html
I lucidi del corso, esercizi, esiti degli esami scritti, e altri materiale saranno disponibile al sito web
Obiettivi del corso
Un’introduzione generale all'informatica ed all'uso dei calcolatori Una parte generale sull'introduzione dei
concetti di base dell'informatica e dell'utilizzo dei computer (“parte teorica”)
Una seconda parte sull'uso di programmi e pacchetti applicativi per la gestione dei file, l'elaborazione di testi, di creazione di presentazioni, fogli elettronici, navigazione nella rete Internet, ecc. (“parte applicativa”)
Parte teorica
Introduzione ai concetti di base degli elaboratori elettronici e dell'informaticaL'informazione (testo, numeri, immagini, suoni, ecc.) e la sua rappresentazione digitaleArchitettura dell’hardware dell'elaboratoreIl software Reti di calcolatori: reti locali, reti geografiche (Internet e sue applicazioni)
Parte applicativa
Gestione dei filePresentazione di programmi applicativi per l'elaborazione di testi, presentazione di fogli elettronici, navigazione nella rete InternetEsercitazioni (utilizzo di programmi applicativi)
Informatica
L'informazione: la sua codifica; le tecniche per raccoglierla, memorizzarla, distribuirla, trasformarla, ...Il computer: il suo funzionamento, le possibilità che offre per la trasformazione dell’informazione, le tecniche di utilizzo ...La comunicazione: tra computer, tra persone (mediata dal computer)
Informatica:la scienza della rappresentazione e dell'elaborazione dell'informazione
Hardware S oftware
C om pu te r
Hardware
Struttura fisica (architettura) del calcolatore formata da parti meccaniche, elettriche, elettroniche
Software
Componente del calcolatore costituita dai: Programmi di base per la gestione del
sistema Programmi applicativi per l’uso del
sistema (possono usare i programmi di base)
Hardware S oftware
C om pu te r
Hardware: architettura dei computer (in breve)
In un computer possiamo distinguere quattro unità funzionali: Il processore La memoria principale La memoria secondaria I dispositivi di input (inserimento)/output
(restituzione di risultati)
Il processore e la memoria principale costituiscono l’unità centrale del computer
Componenti principali di un computer
Processore
Stampante
Periferiche di input/outputMemoria secondaria(o di massa)
Unità centraleMemoria principale
Tasteria e monitor
L’uso dell’informazione
Un computer deve: Memorizzare l’informazione
Usando la memoria principale/secondaria Elaborare l’informazione
Usando il processore Fare l’input/output dell’informazione
Usando i dispositivi di input/output
Tipi di informazioneEsistono vari tipi di informazione, di natura e forma diversa, così come rappresentazioni diverse della stessa informazione
La scelta della rappresentazione è in genere vincolata al tipo di utilizzo ed al tipo di operazioni che devono essere fatte sulle informazione stesse
Tipi di informazione
Il computer memorizza ed elabora informazioni che devono essere rappresentate in una forma gestibileRappresentazione digitale
Tipi di informazione
Mondo esterno
informazione rappresentazione digitale
codifica
decodifica
Computer: memorizzazione, elaborazione
Rappresentazione digitale = rappresentazione binaria
L’entità minima di informazione che possiamo trovare all’interno di un elaboratore prende il nome di bit Binary digit – cifra binaria Un bit può assumere due valori
Rappresentazione binaria Solo due simboli (0 e 1)
Perché la rappresentazione binaria?
Le informazioni rappresentate nel sistema binario possono essere elaborate secondo vari criteri e con vari strumenti
Perché la rappresentazione binaria?
I due simboli (0 e 1) possono essere rappresentate da: Due stati di
polarizzazione di una sostanza magnetizzabile
Due stati di carica elettrica di una sostanza
…
Perché la rappresentazione binaria?
I due simboli (0 e 1) possono essere rappresentate da: … Al passaggio/non
passaggio di corrente attraverso un cavo conduttore
Al passaggio/non passaggio di luce attraverso un cavo ottico
Codifica dell’informazione
Per poter rappresentare un numero maggiore di informazione si usano sequenze di bitPer esempio, per rappresentare quattro informazioni diverse possiamo utilizzare due bit che ci permettono di ottenere quattro configurazione distinte
00 01 10 11
Il processo secondo cui si fa corrispondere ad un’informazione una sequenze di bit prende il nome codifica dell’informazione
Codifica binaria
Esempio: un esame può avere quattro possibili esiti: ottimo, discreto, sufficiente, insufficienteCodifico (due bit): ottimo con 00 discreto con 01 sufficiente con 10 insufficiente con 11
Codifica binaria
Esempio: otto colori: nero, rosso, blu, giallo, verde, viola, grigio, arancioneCodifico (tre bit): nero con 000 rosso con 001 blu con 010 giallo con 011 verde con 100 viola con 101 grigio con 110 arancione con 111
Codifica binaria
Con 2 bit si codificano 4 informazioni (22)Con 3 bit si codificano 8 informazioni (23)… Con N bit si possono codificare 2N informazioni differenti
Codifica binaria
Se il problema è quello di dover rappresentare M informazioni differenti si deve selezionare il numero di N bit in modo tale che
2N >= MEsempio: per rappresentare 40 informazioni differenti devo utilizzare 6 bit perché
26 = 64 5 bit non sono sufficienti perché 25 = 32
Codifica binaria
Esiste una particolare aggregazione di bit che è costituita da 8 bit (28 = 256 informazioni) e prende il nome di byteDi solito si usano i multipli del byte
Kilo KB 210 (~ un migliaio, 1024 byte)
Mega MB 220 (~ un milione, 1KB x 1024 byte)
Giga GB 230 (~ un milliardo, 1MB x 1024 byte)
Tera TB 240 (~ mille miliardi, 1GB x 1024 byte)
Codifica dei caratteri
Alfabeto anglosassone Lettere maiuscole e minuscole Cifre numeriche (0, 1, 2, …, 9) Simboli di punteggiatura (, . ; : ! “ ? …) Segni matematici (+, -, {, [, >, …) Caratteri nazionali (à, è, ì, ò, ù, ç, ñ, ö, …)
può essere codificato usando un byte (220 caratteri circa)Il metodo di codifica più diffuso tra i produttori di hardware e di software prende il nome ASCII (American Standard Code for Information Interchange)
Codifica dei caratteri (ASCII)
ASCII Simbolo
00000000 NUL (spazio bianco)
… …
00111110 >
00111111 ?
01000000 @
01000001 A
01000010 B
01000011 C
… …
Codifica delle parole
Parole sono sequenze di caratteriCodifica della parole cane
01100011 01100001 01101110 01100101
c a n e
Il problema inverso: data una sequenza di bit, il testo che essa codifica può essere ottenuto nel modo seguente: si divide la sequenza in gruppi di otto bit
(byte) si determina il carattere corrispondente ad
ogni byte
Codifica dei caratteri
Abbiamo considerato il codice: ASCII: 8 bit per carattere
Un’altro codice: UNICODE, 16 bit per carattere (ASCII
+ caratteri etnici) Microsoft Windows usa un codice
proprietario a 16 bit per carattere, simile ad UNICODE
Codifica delle immagini
Suddividiamo l’immagine mediante una griglia formatada righe orizzontali e verticali a distanza costante
Codifica delle immaginiOgni quadratino derivante da tale suddivisione prende il nome di pixel (picture element) e può essere codificato in binario secondo la seguente convenzione: Il simbolo “0” viene utilizzato per la codifica
di un pixel corrispondente ad un quadratino in cui il bianco è predominante
Il simbolo “1” viene utilizzato per la codifica di un pixel corrispondente ad un quadratino in cui il nero è predominante
Codifica delle immagini
0 0 0 1 0 0 0 0 0 00 0 1 1 1 0 0 0 0 00 0 1 1 1 1 1 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Codifica delle immagini
0 0 0 1 0 0 0 0 0 00 0 1 1 1 0 0 0 0 00 0 1 1 1 1 1 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Poiché una sequenza di bit è lineare, è necessario definireconvenzioni per ordinare la griglia dei pixel in una sequenza. Assumiamo che i pixel siano ordinati dal bassoverso l’alto e da sinistra verso destra0000000000 0011111000 0011100000 0001000000
Codifica delle immagini
Non sempre il cortorno della figura coincide con le linee della griglia. Quella che si ottiene nella codifica è un’approssimazione della figura originaria
Se riconvertiamo la sequenza di stringhe0000000000 0011111000 0011100000 0001000000in immagine otteniamo
Codifica delle immagini
La rappresentazione sarà più fedele all’aumentaredel numero di pixel, ossia al diminuire delle dimensioni dei quadratini della griglia in cui è suddivisa l’immagine