Informazione L Informazione è un dato, o un insieme di dati, interpretati in un determinato contesto.

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1 Informatica Con il termine Informatica (Informazione automatica) si intende la scienza che si occupa della Rappresentazione e della Elaborazione automatica delle Informazioni. Informazione L Informazione è un dato, o un insieme di dati, interpretati in un determinato contesto. Algoritmo Un algoritmo è un testo che specifica un insieme di azioni/operazioni eseguendo le quali si risolve un problema assegnato. In generale un algoritmo è caratterizzato da Dati in Ingresso e da Risultati in Uscita secondo lo schema seguente: Dati in Ingresso ALGORITMO Risultati in Uscita Esecutore L esecutore (cervello umano, calcolatore elettronico) è in grado di interpretare le istruzioni contenute nell algoritmo e utilizzando i dati in ingresso fornisce i risultati in uscita. 01/12/2016 1

2 Le Proprietà degli Algoritmi Un algoritmo deve essere realizzato in modo da rispettare alcune proprietà, in particolare è necessario che sia: Generale, cioè deve essere in grado di risolvere non un solo problema, ma una classe di problemi dello stesso tipo; La proprietà di generalità afferma che un algoritmo deve poter funzionare su più insiemi di dati compatibili tra loro e non solo su alcuni di essi. Consideriamo ad esempio un algoritmo di ordinamento di un elenco di nominativi; se quest algoritmo funzionasse solamente su un elenco di nominativi di una classe particolare, ma non con altri elenchi di nominativi non sarebbe un algoritmo valido. Finito, cioè deve avere un inizio e una fine e non deve contenere istruzioni che si ripetono all infinito; La proprietà di finitezza ci dice che occorre assicurarsi che l algoritmo abbia un termine, evitando che una o più istruzioni si ripetano all infinito. Non ambiguo, cioè deve contenere solamente istruzioni con interpretazione univoca e non contraddittoria. La proprietà di non ambiguità afferma che un algoritmo deve avere un interpretazione univoca, evitando malfunzionamenti dovuti ad interpretazioni errate causate dalla presenza di istruzioni contraddittorie. 01/12/2016 2

3 Esempio di Algoritmo: Effettuare una telefonata col cellulare Inizio: Prendere il telefono cellulare Comporre il numero Se il numero è libero Vero Falso Vero Attendi la risposta Conduci la conversazione Fino a 3 tentativi ricomponi il numero Falso Fine: Premi tasto di fine chiamata 01/12/2016 3

4 Programmazione Strutturata 1. Strutture di controllo a) Sequenza b) Selezione c) Iterazione Per Sequenza intendiamo che, in assenza di differenti indicazioni, istruzioni che sono scritte una di seguito all altra devono essere eseguite in sequenza. La Selezione permette di scegliere una tra due o più vie dell algoritmo in funzione del verificarsi o meno delle condizioni inserite nell algoritmo. L Iterazione permette di ripetere più volte una sequenza di istruzioni presenti nell algoritmo in funzione del verificarsi o meno delle condizioni. 2. Sviluppo Top Down Lo sviluppo Top Down (dall alto verso il basso) o per affinamenti successivi permette di analizzare un problema e scomporlo in sotto problemi più piccoli e più facilmente risolvibili. Ogni sotto problema viene risolto da un algoritmo specifico adatto per quel modulo del problema. 01/12/2016 4

5 Definizione di Diagramma/Schema di Flusso (Flow Chart) Uno schema di flusso è una rappresentazione grafica di un algoritmo realizzata mediante l utilizzo di simboli, la cui forma dipende dal tipo di azione/operazione che si vuole descrivere, uniti da frecce che rappresentano il flusso dell esecuzione delle istruzioni che compongono l algoritmo. Istruzione Simbolo Significato Inizio Algoritmo Inizio Blocco di Inizio Algoritmo Azione azione Blocco di Azione: eseguo l azione descritta all interno del rettangolo Controllo V condizione F Blocco di Controllo: verifico la condizione, se il risultato è vero, allora blocco istruzioni per vero, altrimenti blocco istruzioni per falso Comunicazione I: O: Blocco di Input dati: chiedo in ingresso all utente un valore che verrà scritto in una variabile in memoria Blocco di Output dati: fornisco in uscita all utente un valore che verrà visualizzato a video e/o stampato Fine Algoritmo Fine Blocco di Fine Algoritmo 01/12/2016 5

6 Esempi di Algoritmi rappresentati mediante diagrammi di flusso Dati due numeri, calcola il prodotto Stampa del maggiore di due numeri dati Schema di flusso Lettura Schema Schema di flusso Lettura Schema Inizio Inizio Algoritmo Inizio Inizio Algoritmo I: X Input: Leggi X I: X,Y Input: Leggi X,Y I: Y Input: Leggi Y V X > Y F Condizione: Se X > Y Z X * Y Azione: moltiplico X per Y ed assegno il risultato a Z O: X O: Y Vero: Stampo X Falso: Stampo Y O: Z Output: Stampa Z Fine Fine Algoritmo Fine Fine Algoritmo 01/12/2016 6

7 Architettura di un computer Unità di Output Unità di Input Unità di Memoria CU (Unità di Controllo) ALU (Unità Aritmetico Logica) CPU (Central Processing Unit) Linee di Controllo Linee attraverso le quali fluiscono le informazioni 01/12/2016 7

8 L Unità di Controllo preleva le istruzioni del programma caricato in memoria, le esamina, le interpreta e comanda tutte le altre unità, inviando a esse ordini per l esecuzione di determinate operazioni. L Unità di Ingresso riceve dati (o programmi) dall esterno, inserendoli in memoria. L Unità Aritmetico Logica preleva dati dalla memoria, effettua operazioni e riscrive i risultati in memoria. L Unità di Uscita preleva dalla memoria dati (informazioni) che trasmette all esterno. La memoria di un calcolatore è l organo destinato a contenere dati e programmi. Col termine memoria si intende la cosiddetta Memoria Centrale, cioè quel dispositivo direttamente connesso alle altre unità di elaborazione. La memoria di un calcolatore è raffigurabile come un enorme casellario, dove ciascuna casella, detta cella può contenere un informazione e dove ciascuna cella è referenziabile (individuabile) mediante il suo indirizzo. Le lunghezze delle celle in bits possono cambiare a secondo del calcolatore (8 bits, 16 bits, 32 bits, 64 bits, ecc.). Altre caratteristiche importanti delle memorie sono la capacità (cioè il numero di celle disponibili), la velocità (cioè il tempo necessario per accedere a una cella e per leggerne o scriverne il contenuto). 01/12/2016 8

9 Memoria Registro di Indirizzamento Registro di Lettura/Scrittura Il Registro di Indirizzamento è il registro in cui viene inserito l indirizzo della cella di memoria da selezionare. Il Registro di Lettura/Scrittura è il registro in cui viene inserito il dato da scrivere nella cella selezionata (se si è in presenza di un comando di scrittura) o nel quale viene ricopiato il contenuto della cella selezionata (se si è in presenza di un comando di lettura). 01/12/2016 9

10 Comando di Lettura Memoria Q 35 Registro di Indirizzamento A B X D Z B Prima del comando di lettura(colori Azzurro/Nero) Dopo il comando di lettura(colori Azzurro/Nero/Rosso) B Registro di Lettura/Scrittura 01/12/

11 Comando di Scrittura Memoria Q 35 Registro di Indirizzamento A R B X D B Z Prima del comando di scrittura(colori Azzurro/Nero) Dopo il comando di scrittura(colori Azzurro/Nero/Rosso) R Registro di Lettura/Scrittura 01/12/

12 Tipologie di memoria centrale La Cache: è una memoria estremamente veloce e di piccole dimensioni, al cui interno sono memorizzati temporaneamente i programmi che si prevede di utilizzare nell immediato futuro. La RAM (Random Access Memory): è la memoria all interno della quale sono contenuti i programmi in esecuzione e i dati su cui si opera; può essere letta o scritta. Le informazioni che essa contiene sono persi allo spegnimento del computer (memoria volatile). La ROM (Read Only Memory): può essere solo letta ed è una memoria di tipo permanente. Al suo interno è contenuto il BIOS (Basic Input Output System), software che agisce da interfaccia tra l hardware e il sistema operativo. 01/12/

13 Le memorie di massa Le memorie di massa (chiamate anche memorie secondarie) comprendono tutti quei dispositivi che consentono all'utente di memorizzare le informazioni in modo permanente, cioè permettono di immagazzinare dati e programmi in modo stabile; allo spegnimento del computer i dati non saranno persi. La caratteristica fondamentale delle memorie di massa è la non volatilità.per questo motivo vengono chiamate memorie di archiviazione. Tipologie di memorie di massa I dischi magnetici, composti da uno o più dischi, sono ricoperti di materiale ferromagnetico e vengono "letti e scritti, cioè su questi dischi vengono salvati e recuperati i dati mediante un braccio mobile dotato della "testina di lettura/scrittura". Di questa categoria fanno parte ad esempio gli hard disk (dischi rigidi). I dischi ottici, composti da materiale riflettente ricoperto da una sostanza protettiva, dove l'informazione viene registrata realizzando modificazioni della superficie riflettente e viene letta mediante un raggio laser che riscontra le irregolarità della superficie riflettente (es.: CD, DVD). La flash memory, memoria elettronica non volatile. Si presenta come memory card dall'ingombro ridotto. Fanno parte di questa categoria anche i pendrive, che contengono al suo interno una memoria flash. 01/12/

14 MEMORIA CENTRALE MEMORIA DI MASSA VOLATILE NON VOLATILE VELOCE (10-8 s) LENTA(10-3 s) COSTOSA ECONOMICA IL SOFTWARE Il software è l insieme dei programmi che consentono di gestire è utilizzare il computer. Esso rappresenta l interfaccia tra il computer e l utente e finalizza l uso degli strumenti fisici alla risoluzione dei problemi presentati dall utente. Il software viene suddiviso in due grandi categorie. SOFTWARE DI BASE Il software di base è costituito dall insieme dei programmi che permettono di utilizzare e gestire il computer. E parte fondamentale del sistema di elaborazione. SOFTWARE APPLICATIVO Al software applicativo appartengono tutti i programmi orientati alla soluzione dei problemi specifici all interno di particolari settori. 01/12/

15 Software applicativo Software di base Hardware SISTEMI OPERATIVI Il sistema operativo è il programma che si occupa di gestire, coordinare e controllare in maniera sicura, sia la comunicazione tra le componenti del computer sia quella tra utente e computer. Per suo merito è possibile utilizzare il computer anche senza conoscere il funzionamento dei suoi vari dispositivi. 01/12/

16 UTENTE 1 UTENTE 2 UTENTE 3 UTENTE N WORD EXCEL POWER POINT ACCESS (Programmi applicativi) SISTEMA OPERATIVO HARDWARE 01/12/

17 Definizione di Bit Il Bit è la più piccola quantità di informazione rappresentabile in un calcolatore. Il Bit è dunque l unità di misura dell informazione e può assumere i valori 0 oppure 1. A partire dal Bit possiamo definire il Byte con i suoi multipli Un Byte corrisponde a 8 Bits; i principali multipli del Byte sono: Nome Simbolo Multiplo (base 2 e 10) Kilobyte Kb 2 10 ~ 10 3 Megabyte Mb 2 20 ~ 10 6 Gigabyte Gb 2 30 ~ 10 9 Terabyte Tb 2 40 ~ /12/