Informatica B a.a 2005/06 (Meccanici 4 squadra) PhD. Ing. Michele Folgheraiter. Modalità Esame

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1 Informatica B a.a 2005/06 (Meccanici 4 squadra) Scaglione: da PO a ZZZZ PhD. Ing. Michele Folgheraiter Modalità Esame L esame è composto da 2 prove in itinere: 1) Periodo 14 novembre- 26 novembre 2) Periodo 31 gennaio-4 febbraio Punteggio prove: 1) Min 5/14 Max 14/14 2) Min 8/14 Max 14/14 Punteggio Laboratorio: Min 1/5 Max 5/5 Regola 1: la somma dei due punteggi deve essere 18 altrimenti si fa l esame completo ad uno degli appelli normali a fine corso. Regola 2: E obbligatorio prendere almeno un punteggio pari a 1/5 nel laboratorio altrimenti si ripete il corso l anno successivo. Regola 3: E necessario seguire almeno 5 dei 7 laboratori (l ultimo lab è riservato alla prova finale)

2 Lucidi delle Lezioni Le esercitazioni inizieranno il 5 ottobre Orientativamente le date dei Laboratori saranno 14 ottobre 16 Dicembre 21 ottobre 20 Gennaio 28 ottobre? 27 Gennaio 4 novembre 11 novembre Prima prova itinere -----Seconda prova itinere Def. Informatica: la scienza della rappresentazione e dell elaborazione dell informazione Def.Algoritmo: Una sequenza di passi, definiti in modo preciso con un formalismo matematico, che portano all esecuzione di un compito prefissato Es: - Prodotto di due interi mediante l operatore di somma - Calcolo del massimo comune divisore di due numeri interi n,m - Ricerca dei dati di una persona in una agenda

3 Prodotto di due interi n, m mediante l operatore di somma: Calcolo del massimo comune divisore MCD di due numeri interi n,m: 1) Calcolare l insieme dei divisori di n, chiamiamo l insieme I 2) Calcolare l insieme J dei divisori di m 3) Calcolare l intersezione dei due insiemi 4) Trovare il massimo dell insieme K 5) Il MCD di n e m è il numero trovato K = I IJ Oss) E necessario espandere i singolo passi (soluzione a raffinamenti successivi) 4) 4.1 Scegliere come max. di I un numero provvisorio p 4.2 Confrontare un elemento i di I con p e toglierlo dall insieme 4.3 se i>p allora p=i 4.4 se non ci sono più elementi allora max(i)=p e finisci, altrimenti torna al passo 4.2

4 Trovare il numero massimo di un insieme I di n numeri, supponiamo di indicare con I(j) il j-esimo elemento di I : Una volta definito l algoritmo per risolvere il problema è possibile descriverlo mediante un programma. Def. Programma: sequenza di istruzione scritte in un linguaggio comprensibile al calcolatore. Oss: il calcolatore esegue la sequenza di istruzioni in modo rapido e preciso, anche se queste istruzioni contengono degli errori formali (commessi da chi ha fatto l algoritmo o il programma). Def. Algoritmo Corretto: se esso perviene alla soluzione del problema per cui è stato progettato Def. Algoritmo Efficiente: arriva alla soluzione nel modo più veloce possibile occupando il minor numero di risorse (memoria, tempo di CPU,..)

5 Linguaggi per la programmazione. Una importante attività dell informatico e quella della definizione di un linguaggio artificiale per la codifica degli algoritmi. Negli ultimi 50 anni sono stati creati molti linguaggi artificiali: All inizio era necessario comunicare con il computer attraverso il linguaggio macchina (insieme di comandi che la macchina era in grado di eseguire) Es) prendi questo numero moltiplicalo per quest altro e memorizza il risultato in questa cella di memoria. Nella seconda metà degli anni 50 furono creati linguaggi di più alto livello, il compito di tradurre il programma in linguaggio macchina fu affidato alla macchina stessa. Fortran (1956) (Formula Translation): fu il primo linguaggio ad alto livello adatto all elaborazione di formule matematiche. Cobol (1959) (Common Businness Oriented Language): linguaggio alle applicazioni gestionali, adatto alla memorizzazione ed elaborazione dati. Sono nati poi altri linguaggi basati su uno studio più rigoroso e basati sui principi della programmazione, il capostipite fu l ALGOL 60 (1958) che però non fu mai usato nella pratica: Pascal (1971) molto diffuso per la didattica dell informatica C (1972) è stato ideato da Dennis Ritchie nel 1972, attualmente è il linguaggio di maggior successo per la costruzione di sistemi informatici ADA prescelto dal dipartimento della difesa USA, è un linguaggio per applicazioni multi-tasking (più attività in parallelo) Recentemente hanno preso piede i linguaggi orientati agli oggetti come per esempio il JAVA, che sono indipendenti dalla piattaforma di calcolo

6 C PASCAL ADA COBOL Com. 2 Com. 3 Com. 4 Com. 1 FORTRAN Com. 5 Iin Computer Iout Com=compilatore Il Calcolatore: la preistoria (Americano) 1946

7 Architettura del sistema informatico: Un sistema informatico è composto da molte parti che interagiscono tra di loro. Queste parti si dividono in due categorie: Hardware i componenti fisici del sistema: tastiera, stampante, video, microprocessore, memoria, dischi, circuiti Software i programmi che vengono eseguiti dall hardware: sistema operativo, programmi applicativi. Hardware Unità di Elaborazione: chiamata anche CPU (Central Processing Unit), svolge i calcoli e coordina il trasferimento dei dati. Svolge quindi i programmi opportunamente tradotti in linguaggio macchina. Memoria Centrale: indicata anche come RAM (Random Access Memory) può memorizzare dati e programmi, di solito ha capacità limitata, ma in compenso è molto veloce, è volatile (necessita di alimentazione). Memoria Secondaria: detta anche memoria di massa, Hard-disk, CD ROM, DVD, di solito è molto più grande della RAM, non è volatile, tuttavia è molto più lenta (non necessita di alimentazione). Bus di Sistema sistema di trasmissione dati che permette di far comunicare RAM,CPU,Memorie Periferiche Interfacciano il calcolatore con l ambiente esterno, terminali, video, stampanti, mouse, tastiere, tavolette grafiche, memorie esterne, interfacce aptiche.. Esempi di sistemi informativi: Il Personal Computer PC Il personal computer viene reso popolare nel 1977 dalla Apple Computer. Nel 1981 anche la IMB introduce il suo personal computer. Il Case contiene: circuiti di alimentazione, CPU, RAM, BUS, schede video, schede sonore, modem, schede di rete, floppy disk, hard-disk..

8 Secondo il livello di prestazioni e costo troviamo: PC, Palmari. WorkStation: dotate di elevate capacità di calcolo e grafiche Main Frame: computer in grado di servire centinaia di utenti in time-sharing, ogni utente possiede un terminale di solito senza nessuna capacità di calcolo. Reti di calcolatori: permettono di integrare sistemi di elaborazione differenti consentono lo scambio di informazioni tra utenti differenti permettono di aumentare la capacità di calcolo del sistema informatico Rete Locale LAN (Local Area Network) collegano tra di loro calcolatori vicini (di solito nello stesso edificio). Rete Geografica WAN (Wide Area Network): in genere collegano calcolatori medio grandi HOST, che sono molto distanti. Ogni host è collegato poi alle reti locali. Un esempio di rete geografica è INTERNET, dove ogni computer è identificato in modo univoco. Le informazioni vengono scambiate mediante dei pacchetti (contengono identificativo computer di partenza di arrivo e i dati).

9 SOFTWARE Il software di un sistema informatico viene classificato in: Software di base: dedicato alla gestione dell elaboratore (Sistema Operativo OS) Software applicativo: opera sopra il software di base ed è dedicato a specifiche esigenze applicative (SW). Il sistema operativo : Interpreta ed esegue i comandi elementari Gestisce le memorie di massa Gestisce le periferiche Oss: l utente non può modificare il SO, e può accedere alla macchina solo mediante suo tramite. SW OS Firmware Hardware Ambiente di programmazione: Insieme di strumenti che facilitano il programmatore nella scrittura dei programmi e nella verifica della loro correttezza. Di solito comprende: Editor: servono per scrivere e modificare il programma sorgente Compilatore: traduce il programma sorgente in programma oggetto (codificato in istruzioni macchina), nel caso vi siano errori di sintassi il compilatore non genera nessun codice oggetto, ma segnala il tipo di errore e la sua collocazione nel programma. Linker: unisce i vari programmi oggetto e crea un unico file direttamente eseguibile dal SO. Debugger: Anche se l eseguibile viene creato non è detto che il programma sia corretto, è necessario quindi avere uno strumento che ci permetta di verificare l effetto di ogni singola istruzione del programma.

10 Software di produttività personale: videoscrittura, agende elettroniche, ipertesti (html), posta elettronica, fogli elettronici, sistemi per la gestione di basi di dati. Applicazioni dell informatica L informatica tratta le informazioni quindi interessa ogni attività umana; il moltiplicarsi delle applicazioni si è avuto soprattutto negli ultimi vent anni grazie all aumento della potenza di calcolo e la diminuzione dei costi. Applicazioni numeriche: sono state le prime applicazioni del calcolatore, sono mature, richiedono grandi potenze di calcolo (integrazione numerica), la programmazione è semplice. Applicazioni Gestionali: sistemi informativi che operano su grandi data base, banche, automazioni d ufficio, compagnie di trasporto, anagrafe. Servizi Telematici: nati dalla fusione dell informatica con le telecomunicazioni, le informazioni non solo vengono elaborate ma anche trasmesse, bancomat, servizi di prenotazione. Automazione Industriale: Sistemi CAD(Computer Aided Design), CAM(Computer Aided Manufactoring), robotica.. Applicazioni Embedded: sistema informatico annidato nella macchina, nel sistema produttivo. L utente (uomo o macchina) interagisce con il sistema informatico senza avvertirne la presenza. ABS, iniezione elettronica, pilota automatico Interfacce: permettono l interazione uomo macchina, l interfaccia migliore tra computer/uomo è quella che sfrutta tutti i canali sensoriali che l uomo possiede (vista, udito, tatto, olfatto, gusto.. ). Un esempio di applicazione è la Realtà Virtuale (VR) dove il mondo (reale o immaginario) viene simulato.