Laboratorio di Informatica. Introduzione

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1 Introduzione 1 Informatica: definizione Informatica: disciplina che cerca di dare un fondamento scientifico ad argomenti come la progettazione di computer, la programmazione, l elaborazione delle informazioni, le soluzioni algoritmiche dei problemi, il processo algoritmico stesso. 2 1

2 Concetti base Algoritmo (informalmente): sequenza di passi che definiscono il modo in cui viene eseguita un operazione (es. ricetta). Primi algoritmi ambito matematico, es. algoritmo della divisione (serie di operazioni ben codificate che permettono di calcolare il risultato della divisione ed il resto). Spesso l esecuzione di un algoritmo implica il ripetersi di una serie di operazioni elementari. 3 Concetti base Un algoritmo necessita di un esecutore (es. cuoco per algoritmo ricetta). L algoritmo deve essere rappresentato in forma tale da garantire che l esecutore comprenda le istruzioni dell algoritmo. Ogni rappresentazione di un algoritmo è detta programma. 4 2

3 Algoritmo di Euclide Dati due numeri interi e positivi m e n, calcola il più grande intero che li divide 1. dividere m per n, e sia r il resto della divisione (con 0 r < n) 2. se r = 0 allora la risposta è n e STOP 3. porre m n e n r e ripetere il passo 1 5 Programma_euclide (due diverse rappresentazioni dello stesso algoritmo) #include <stdio.h> void main( ); int m = 0, n = 0, a, b, r, q; { printf( dammi il dividendo\n ); if scanf( %d, &m) == 0 { printf( errore, fine programma\n ); exit(-1); } printf( dammi il divisore\n ); if scanf( %d, &n) == 0 { printf( errore, fine programma\n ); exit(-1); } a = m; b = n; do q = m/n; r = m - q*n; m = n; n = r; while r <> 0; printf( il MCD tra %d e %d e` %d\n, a,b,n); } 6 3

4 Il computer è Il computer è un esecutore di algoritmi! 7 Algoritmo vs procedura di calcolo Gli algoritmi definiscono un insieme finito di istruzioni che danno luogo a una sequenza finita di operazioni Il processo di ripetizione di cicli deve terminare nell algoritmo di Euclide, la sequenza dei resti r sequenza di numeri interi positivi decrescenti Se il requisito non e` soddisfatto, si parla di procedure di calcolo 8 4

5 Concetti base L esecutore deve essere in grado di capire l algoritmo necessaria un opportuna codifica dell algoritmo Es. ricetta per cuoco, linguaggio macchina per un elaboratore. Programmazione = sviluppo di un programma, codifica in un opportuno formato, inserimento nella macchina. 9 Concetti di base Hardware Esecutore (cuoco, circuiti elettronici, ) Software Programmi (insiemi di algoritmi) Programmazione 10 5

6 Cosa studia l informatica? L informatica studia: i calcolatori, nati in risposta all esigenza di eseguire meccanicamente operazioni ripetitive inizialmente il calcolo matematico gli algoritmi, nati in risposta all esigenza di definire procedure meccaniche per la soluzione di problemi le applicazioni, in risposta all esigenza di sviluppare sistemi di supporto in varie aree 11 Cosa studia l informatica? tutto quello che sta tra (estremi compresi) l hardware (equipaggiamento fisico del computer) e il software. (equipaggiamento logico del computer) 12 6

7 Distinzione Hw/Sw HARDWARE equipaggiamento fisico del computer, costituito da componenti meccanici, elettrici, ed elettronici che fanno svolgere al calcolatore un insieme di funzioni generiche (si puo` prendere a calci!) SOFTWARE equipaggiamento logico del computer, costituito da programmi che utilizzano i componenti dell hardware integrandoli al fine di svolgere compiti specifici (si puo` solo imprecargli contro!) 13 Composto da Il calcolatore processore, o CPU (Central Processing Unit) o microprocessore memoria centrale, o RAM (Random Access Memory) periferiche 14 7

8 Il calcolatore Periferiche Monitor Tastiera Mouse Memorie di massa Memoria centrale CPU BUS Input Output Input/Output (I/O) 15 Il calcolatore Il processore, o CPU, esegue i programmi La memoria contiene dati e programmi Il calcolatore svolge funzioni diverse in base al programma eseguito Il calcolatore e` una macchina di Von Neumann 16 8

9 La macchina di von Neumann memoria programma gestionale processore programma editor compilatore C dati sugli stipendi periferiche libro di testo programma sorgente in C Modello di macchina a programma memorizzato - lo stesso dagli anni 1940 ad oggi 17 Il software Equipaggiamento logico del calcolatore Costituito dai programmi che fanno svolgere al calcolatore un insieme di funzioni Si distingue quello di sistema e quello applicativo 18 9

10 Il software di sistema per la gestione delle risorse del sistema per il supporto nella stesura di programmi applicativi per la comunicazione con l utente applicativo programmi destinati all utente finale (videoscrittura, fogli elettronici, posta elettronica, browser, ecc.) 19 Il software - Esempi di sistema sistema operativo compilatori driver di I/O interfaccia utente applicativo videoscrittura gestione biblioteca controllo impianto industriale sequenziazione genoma progettazione (CAD) previsioni finanziarie 20 10

11 Il software - Esempi compilatori S.O. utilità HW Software di sistema biblioteca videoscrittura CAD Software applicativo 21 Quindi l informatica per Fogli di calcolo Word processor Presentazioni Ma non solo 22 11

12 Ma anche per - Elaborazione di immagini radiografiche dentali 23 E per Simulazione di interventi chirurgici in oftalmologia 24 12

13 E per Analisi automatica del segnale ECG etc