Informatica Generale Anno Accademico

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1 Informatica Generale Anno Accademico Corso di Laurea in Economia e Commercio Informazioni Generali Ricevimento: Mercoledì Libri di "riferimento": C. Gallo, Informatica Generale ed Applicazioni, Lupus, Foggia. D. Sciuto et al., Introduzione ai sistemi informatici, McGraw-Hill, Milano. A. Meo et al., PC e Internet, UTET Libreria, Torino. Altro materiale didattico: Fare riferimento alla pagina WEB del docente: Esame: test + (eventuale) orale Informatica Generale (CdL in E&C), A.A

2 Che cos è l Informatica? INFORMATICA = INFORMazione automatica (o Scienza dell Informazione) rappresentazione memorizzazione elaborazione trasmissione Informatica Generale (CdL in E&C), A.A Obiettivi di un corso di Informatica ad Economia Alfabetizzazione informatica Formare utenti consapevoli Il programma che uso è adatto? Il computer che uso è adatto? Problema culturale I prodotti passano, i principi restano l unicum della macchina programmabile Nuove professionalità (commercio elettronico, marketing on-line, modellazione finanziaria, ) Informatica Generale (CdL in E&C), A.A

3 Programma del corso Premesse Dati e algoritmi Hardware Concetti base su software e programmazione Software di base Software applicativo Reti di calcolatori Internet Commercio Elettronico Valutazione dei sistemi di elaborazione Informatica Generale (CdL in E&C), A.A Applicazioni dell Informatica Applicazioni gestionali gestire e rendere disponibili quantità di dati talvolta enormi Applicazioni scientifiche risolvere problemi difficili che sorgono in vari settori della ricerca scientifica Elaborazione personale testi, fogli di calcolo, giochi, Telematica: Telecomunicazioni+Informatica commercio elettronico, home banking,... Informatica Generale (CdL in E&C), A.A

4 Dati e algoritmi Dati e informazioni Caratterizzazione dei dati Rappresentazione Sistemi di numerazione Dati non numerici Algoritmi Rappresentazione degli algoritmi: diagrammi di flusso Dati e informazioni Dato: Il numero 30 Informazione: Ho preso 30 a IG Informazione = forma + contenuto (dato, rappresentazione) (interpretazione, significato) Il calcolatore elabora dati L uomo estrae informazione ( riduzione di incertezza) Informatica Generale (CdL in E&C), A.A

5 Aspetti caratteristici dei dati Nome: identificatore (es. anno_di_nascita) Tipo: insieme di valori ammissibili (es. 1982) Struttura: semplice/composto (es. anno di nascita, domicilio) formato (es. giorno,mese,anno) Origine: primitivi/calcolati (es. data di nascita, codice fiscale) Rappresentazione: esterna/interna (es. -2, ) Informatica Generale (CdL in E&C), A.A Alcuni tipi di dato Numeri interi:,-2,-1,0,1,2,3, Numeri frazionari: 1.5,-3.1,3.14, 2.71 Numeri reali : π, e, 2 Caratteri: a,, z, 0,, 9,.,, Valori logici: vero/falso Vettori e matrici: [1,-2,0] Stringhe: Foggia, San Severo Record: {giorno,mese,anno} Informatica Generale (CdL in E&C), A.A

6 Alcuni tipi di dato (2) Grafi e alberi: Grafica, immagini, filmati, suono Informatica Generale (CdL in E&C), A.A Rappresentazione esterna Vicina all utente cifre decimali caratteri alfanumerici grafici immagini rese a video suoni Non utilizzabile all interno del computer problema della conversione Informatica Generale (CdL in E&C), A.A

7 Rappresentazione esterna: numeri interi Rappresentazione posizionale degli interi Significato cifre dipende da posizione: 242 = Vantaggiosa per le operazioni Es.: algoritmo di addizione in colonna = Azione base: calcolo della somma di (al più) tre cifre con eventuale generazione di una cifra di riporto 331 Rappresentazione dei numeri negativi: modulo e segno Informatica Generale (CdL in E&C), A.A Rappresentaz. esterna: numeri frazionari Rappresentazione in virgola fissa 2.42 = = 2+4/10+2/100 = 242/ = = /10 = 242/10 Rappresentazione in virgola mobile (scientifica) 3.46E+03 = (es., MS Access) = = Normalizzazione Informatica Generale (CdL in E&C), A.A

8 Rappres. interne: codifica binaria dei dati Dispositivi fisici bistabili Affidabilità tecnologica 1 bistabile 1 BIT (BInary digit) Unità elementare di informazione Incertezza a due vie : 0/1, Y/N, T/F n bistabili sequenza di n BIT 2 n possibili configurazioni BYTE = 8 bit WORD = w BIT (w dipende da computer) Codici di rappresentazione Informatica Generale (CdL in E&C), A.A Codifica binaria dei numeri naturali Rappresentazione posizionale in base = = = = 210 n bit numeri naturali in [0,2 n -1] 1 byte: numeri da 0 a word nei moderni PC (32 bit): numeri da 0 a (=2 32-1) Informatica Generale (CdL in E&C), A.A

9 Codifica binaria dei numeri interi Rappresentazione in modulo e segno: segno (primo bit): 0 indica +, 1 indica - modulo: come nel caso dei numeri naturali = -( segno = ) modulo 2 = -( ) = -82 n bit numeri interi in [-(2 n-1-1),2 n-1-1] 1 byte: numeri da -127 a bit: num. da a due rappresentazioni per lo zero (+0 e -0) Informatica Generale (CdL in E&C), A.A Rapp. in complemento a 2 dei numeri interi Disponendo di n bit: b n-1 b n-2 b 1 b 0 b n-1 pesa -b n-1 2 n-1 b n-2 b 1 b 0 si interpreta come num. naturale = = = = -46 n bit numeri interi in [-2 n-1,2 n-1-1] 1 byte: numeri da -128 a bit: num. da a operazioni più semplici (inaspettatamente?) Informatica Generale (CdL in E&C), A.A

10 Codifica binaria dei numeri frazionari Virgola fissa (ad esempio, dopo il terzo bit da destra) = Pos. implicita 2 = = 26+1/4 = 105/4 Utilizzabile con modulo e segno o compl. a 2 Virgola mobile Segno della virgola Numero fraz. in virgola fissa Esponente (intero) Informatica Generale (CdL in E&C), A.A Codifica binaria di dati (semplici) non numerici Carattere sequenza di bit Codice di traduzione Codice ASCII (America Standard Code for Information Interchange) usa 7 bit m è rapp. con 109 (= ) 5 è rapp. con 53 (= ) Altri codici (EBCDIC, UNICODE) Valori di verità Vero/Falso (True/False) Informatica Generale (CdL in E&C), A.A

11 Codifica delle immagini Pixel = pixture element (internamente richiede un bit per il b/n o più bit per il colore) Griglia di 4 4 pixel Immagine = matrice di pixel dimensioni (base altezza in pixel) risoluzione (dpi, cioè punti per pollice) numero di colori per ogni pixel Informatica Generale (CdL in E&C), A.A Dati composti Vettori e matrici V=(2,-4,3,0,-1), S=( I, n, f, G, e, n ) M= Stringa InfGen Record (o entità) {Ugo,Rossi,Foggia,5/3/79,3463} Ugo Rossi Foggia 5/3/ Informatica Generale (CdL in E&C), A.A

12 Dati composti (2) Grafi Pescara Foggia Napoli Animali Alberi (Grafi aciclici) Bari Invertebrati Vertebrati Mammiferi Uccelli Rettili Anfibi Informatica Generale (CdL in E&C), A.A Elaborazione dell informazione: algoritmi Che cosa è un algoritmo? ricetta/lista di istruzioni/procedura Caratteristiche linguaggio (per descrivere l algoritmo) esecutore (chi svolge i compiti prescritti) azioni base (ciò che l esecutore sa fare) non ambiguità (associaz. linguaggio/azioni) terminazione (seguendo le istruzioni si deve arrivare al risultato) Informatica Generale (CdL in E&C), A.A

13 Esempi di algoritmi Numerici addizione di numeri naturali (elementare) moltiplicazione di numeri interi (semplice) divisione (nessuno la amava ) calcolo della radice quadrata (chi lo ricorda?) Non numerici Ricercare un elemento in un archivio Ordinare un archivio Informatica Generale (CdL in E&C), A.A Un algoritmo non numerico Problema: Dati due secchi d acqua, S 1 ed S 2, di capacità pari rispettivamente a 9 e 5 litri, si vuole versare 6 litri d acqua in un contenitore fisso C. Riempire S 2 Versare il contenuto di S 2 in C Riempire nuovamente S 2 Versare il contenuto di S 2 in S 1 Riempire S 2 per la terza volta Versare il contenuto di S 2 in S 1 fino a riempimento Versare il contenuto rimanente di S 2 in C Informatica Generale (CdL in E&C), A.A

14 Riflessioni Linguaggio: essenzialmente l Italiano informale, pensato per esecutore umano Azioni elementari: riempire e vuotare dei secchi, ma non solo Correttezza: abbiamo davvero risolto il problema specifico SECCHI 9,5,6? Generalità: siamo in grado di risolvere il problema generale SECCHI a,b,c? Informatica Generale (CdL in E&C), A.A Fasi della risoluzione di un problema Analisi del problema Descrizione di un algoritmo che lo risolve Verifica della correttezza dell algoritmo Eventuale traduzione in un linguaggio comprensibile all interprete Esecuzione dell algoritmo da parte dell interprete Chi effettua l analisi è sempre l uomo Chi esegue l algoritmo può essere uomo o macchina Informatica Generale (CdL in E&C), A.A

15 Processo di formalizzazione Problema I: determinare il minore di due numeri interi x e y Calcola la differenza fra x e y e chiamala d Se d è zero, dichiara che x e y sono uguali. Altrimenti, se d è un numero positivo, dichiara che il minore è y, altrimenti dichiara che il minore è x Il linguaggio naturale sembra molto comodo, ma è sempre il più efficace? Si pensi ai linguaggi formali sviluppati da matematici, chimici, musicisti,. Informatica Generale (CdL in E&C), A.A Processo di formalizzazione (2) Problema I: determinare il minore di due numeri interi x e y Poni d = x-y Se d = 0, allora scrivi x = y altrimenti se d > 0, allora scrivi x > y altrimenti scrivi x < y x, y e d sono dette variabili Dove si deve (o può) arrestare il procedimento di formalizzazione? Informatica Generale (CdL in E&C), A.A

16 Programmazione e compilazione Modello informale Programmazione Passaggio svolto dall'uomo Linguaggio di programmazione ad "alto livello" Compilazione Passaggio svolto dalla macchina Computer (hardware) Informatica Generale (CdL in E&C), A.A Un secondo esempio Problema II: determinare il minore di tre numeri interi x, y e z I1 Se x è minore di y esegui l istruzione I2 altrimenti esegui l istruzione I4 I2 La soluzione è il minore fra x e z I3 Fine I4 La soluzione è il minore fra y e z Perché è stata inserita l istruzione I3? nozione di flusso di esecuzione Questa soluzione è generalizzabile al caso di n numeri? Informatica Generale (CdL in E&C), A.A

17 Generalizzazione del problema I Problema III: determinare il minore di 13 numeri interi x 1,x 2,,x 13 I1: Poni z 1 = minimo{x 1,x 2 } I2: Poni z 2 = minimo{z 1,x 3 }..... I12: Poni z 12 = minimo{z 11,x 13 } I13: Il risultato è z 12 Inconvenienti di questa soluzione Serve più espressività del linguaggio Informatica Generale (CdL in E&C), A.A Generalizzazione del problema I (2) Problema IV: determinare il minore di n numeri interi x 1,x 2,,x n I1 Poni z = x 1 I2 Con i=2,3,,n, ripeti il passo I3 I3 Poni z = minimo{z,x i } I4 Il risultato è z I2 è un costrutto iterativo Informatica Generale (CdL in E&C), A.A

18 La questione dell efficienza del calcolo Problema V: calcolare il M.C.D. di due numeri interi x e y I1: Poni z = minimo{x,y} I2: Con i=1,2,,z, ripeti il passo I3 I3: Se i divide x e y poni MCD = i Algoritmo più efficiente (attribuito ad Euclide) I1: Finché x y esegui il passo I2 I2: Se x>y, poni x = x-y, altrimenti poni y = y-x I3: Poni MCD = x Informatica Generale (CdL in E&C), A.A Digressione: elementi di logica proposizionale Proposizione: frase che può essere VERA o FALSA Esempi: È una bella giornata di sole Se mangio carne mi ammalo di mucca pazza Ho preso 30 a Informatica Generale Si dice anche che una proposizione ha valore di verità VERO o FALSO Una generica proposizione viene solitamente indicata con le lettere P o Q Informatica Generale (CdL in E&C), A.A

19 Elementi di logica proposizionale (2) Connettivi logici: consentono di creare proposizioni "complesse" a partire da proposizioni semplici I connettivi fondamentali: e, o, non (and, or e not) Esempi. Posto P: È una bella giornata di sole Q: Ho preso 30 a Informatica Generale possiamo formare le proposizioni: P and Q (= È una bella giornata di sole e ho preso 30 a Informatica Generale), not P (non è una bella giornata di sole), Informatica Generale (CdL in E&C), A.A Elementi di logica proposizionale (3) Tabelle di verità: consentono di determinare il valore di verità di proposizioni composte a partire dal valore di verità delle proposizioni componenti Tabella di verità del connettivo and P Q P and Q F F F F V F V F F V V V Informatica Generale (CdL in E&C), A.A

20 Elementi di logica proposizionale (4) Tabella di verità del connettivo or P Q P or Q F F F F V V V F V V V V Tabella di verità del connettivo not F V P V F Not P Informatica Generale (CdL in E&C), A.A Diagrammi di flusso (flowchart) Inizio Fine Input dati Processo Selezione Connettore Procedura Informatica Generale (CdL in E&C), A.A

21 Inizio Uso dei flowchart Leggi x e y d=x-y Minore di due numeri interi (Problema I) V d>0? F Stampa min min=y min=x Fine Informatica Generale (CdL in E&C), A.A Uso dei flowchart (2) MCD di due numeri interi (Problema V) i:=1 Inizio Input x e y F i z? V Test V F i=i+1 z=min{x,y} Stampa MCD MCD=i Fine Informatica Generale (CdL in E&C), A.A

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