Università degli Studi di Roma Tor Vergata Facoltà di Ingegneria Corso di Ingegneria Medica Informatica Introduzione e Organizzazione del Corso Informazione Concetto di informazione e dato Trattamento dell informazione Numeri e Numerali Rappresentazione dei numeri Numerazione binaria ed operazioni algebriche Algebra di Boole e Reti combinatorie Rappresentazione dei dati non numerici - Codifica Rappresentazione delle Istruzioni Slide 2 di 26 1
Operazioni Elementari sui bit / Byte Matematiche Grandezze analogiche e digitali Digitalizzazione / Campionamento e Quantizzazione Compressione dei dati Algoritmi Problemi e Algoritmi Rappresentazione a diagrammi Computabilità Macchina di Turing Modello di Von Neumann Slide 3 di 26 Strutture di dati Archivi Statiche Dinamiche Basi di dati Accenno ai linguaggi Interpreti-Compilatori-Emulatori Tipo Imperativo-Procedurale Tipo Orientato agli oggetti (Object-Oriented) Tipo Dichiarativo Per manipolazione dati (SQL=Structured Query Language) Slide 4 di 26 2
Un po di storia Leibiniz e Pascal Jacquard Telaio automatizzato Babbage la macchina analitica Hollerith (fondatore dell IBM) Mark1 ENIAC Slide 5 di 26 Architettura di un computer Infrastrutture HW Architettura di riferimento (Infrastrutture Hardware) CPU - ALU Decodifica Istruzioni Evoluzione delle CPU - Pipeline Struttura della memoria di lavoro Dispositivi I/O Memorie di massa L interfaccia di comunicazione di ingresso/uscita Le principali periferiche Tastiera, stampante, video, mouse, etc. Slide 6 di 26 3
Infrastrutture Software Interfaccia Utente Software di base - Sistemi Operativi Software applicativo Mono Multitasking - Processi Il file system organizzazione delle informazioni su memoria di massa Le Applicazioni Slide 7 di 26 Trasmissione delle informazioni Reti di connessione comunicazione Tipologia e dimensioni delle reti Sorgente Canale Destinazione Larghezza di banda - capacità del canale Collegamenti analogici / commutazione di circuito Collegamenti digitali / Commutazione a pacchetti Protocolli - modello ISO-OSI Protocolli di comunicazione TCP/IP Indirizzamento numerico e simbolico Slide 8 di 26 4
I Dispositivi medici Il software nei dispositivi medici Le Direttive e Normative MDD 93/42 by amend. 2007 EN 60601-1:2006 EN 62304:2006 Software per dispositivi medici - Processi relativi al ciclo di vita del software EN 62366:2008 Applicazione di ingegneria dell usabilità ai dispositivi medici Analisi dei rischi EN 14971:2012 Slide 9 di 26 TESTO di riferimento Introduzione ai sistemi informatici 5/ed Donatella Sciuto, Giacomo Buonanno e Luca Mari ISBN: 9788838668326 Pubblicazione: gennaio 2014 Pagine: 340 Slide 10 di 26 5
Testi di approfondimento - informazione IT4PS - Le basi di dati per Medicina e Farmacia P. Manghi, A. Brogi, V. Gervasi, A. Martinelli, G. Fiorentino, A. P. Pala ISBN: 9788838662577, Pub Date: January 2006 Pagine: 204 Slide 11 di 26 Testi di informazione Guida all informatica medica, Internet e telemedicina Enrico Coiera ISBN: 978-88-7002-922-2, Pub Date: 1999 Pagine: 288 Testo storico Utile per comprendere l evoluzione delle applicazioni informatiche dagli anni 60 agli anni 90. Soprattutto per quanto riguarda le problematiche di interazione tra i due mondi medico e ingegneristico. Slide 12 di 26 6
INFORMAZIONE AUTOMATICA Trattamento delle informazioni in modalità automatiche al fine di ottenere altre informazioni correlabili e/o contenute e/o estraibili delle prime Studio delle basi teoriche dell informazione Studio della computabilità a livello logico-matematico Implementazione su sistemi automatici Slide 13 di 26 Information Technology IT Società dell informazione Alla base di questa filosofia c è l informazione, che associata alla conoscenza è finalizzata alla consapevolezza delle azioni e delle decisioni. Indirizzata alla ricerca di dati sotto svariate forme al fine di implementare la propria conoscenza finalizzata principalmente alla decisione da effettuare con il minor rischio e la massima efficacia. Information & Communication Technology ICT Tecnologie dell Informazione e Comunicazione Metodologie legate alla trasmissione automatica ed elaborazione delle informazioni (Telematica) Slide 14 di 26 7
INFORMAZIONE Lo stesso nostro cervello elabora informazioni e ad ogni istante esegue algoritmi costituiti fin dalla primissima età, utilizzando le informazioni disponibili che gli provengono dal mondo esterno. Il cervello dispone di circa 50-100 miliardi di neuroni (10 12 cellule nervose) con un numero di connessioni (sinapsi) che arriva a valori di trilioni di commessioni 10 18 = 10 12 * 10 6 Slide 15 di 26 Esempi Esempio scelta di un abito Parametri dove acquistalo Stile, colori, dimensioni, Esempio selezione cilindri per impianti dentali Procedura automatizzata di verifica densitometrica Esempio gestione farmaci L armadietto dei farmaci e la sicurezza del paziente Esempio Dietoterapia Calcolo e formazione dei pasti giornalieri Patologie Gusti alimentari Stagionalità - Slide 16 di 26 8
CHI CONCORRE OGGI ALLO SVILUPPO DEI PROCESSI INFORMATICI SONO DUE DISCIPLINE ELETTRONICA (hardware) ALGORITMICA (software) ORDINATEUR INPUT (Ingresso) CALCOLATORE COMPUTER OUTPUT (Uscita) Slide 17 di 26 ELETTRONICA IN QUANTO PERMETTE DI PROGETTARE, SVILUPPARE E REALIZZARE MACCHINE IN GRADO DI RAPPRESENTARE E MANIPOLARE I DATI ATTENZIONE!!!!!!!! SPESSO L VIENE CONFUSA CON LO STUDIO DELLA MACCHINA O LA SUA PROGETTAZIONE OD IL SUO UTILIZZO PRATICO Slide 18 di 26 9
ALGORITMICA IN QUANTO STUDIA I METODI LOGICO-MATEMATICI PER RISOLVERE PROBLEMI ATTRAVERSO PROCEDIMENTI A UN NUMERO DI PASSI / ITERAZIONI FINITO ALGORITMO COMPUTABILE Slide 19 di 26 L Informatica non deve essere confusa con i mezzi di cui si serve per raggiungere i propri scopi. (letteratura : penna = informatica : calcolatore) L informatica non studia il funzionamento del calcolatore, che è solo uno strumento di cui l Informatica si serve. Slide 20 di 26 10
CALCOLATORE Non si tratta di una macchina di tipo tradizionale, come quelle che abitualmente utilizziamo (lavatrice - frigorifero - macchina da scrivere - automobile - televisore - etc.) Si tratta di una macchina in grado di manipolare, secondo una procedura che può facilmente essere modificata, le informazioni che gli vengono fornite e produrre risultati per trarre conclusioni..attenzione Slide 21 di 26 CALCOLATORE Il calcolatore ancora NON esegue nulla per cui non sia stato opportunamente preparato (programmato). Solo con particolari programmi può generare decisioni non strettamente codificate (Intelligenza Artificiale, Pattern Recognition) Il calcolatore come mezzo di controllo e generatore di decisioni. Come ausilio a tutte le altre macchine di cui fino ad ora disponevamo (autovettura, lavatrice, Vivere con la complessità Donald A. Norman Slide 22 di 26 11
Elaborazione dati Eseguire calcoli è operazione difficile e lenta e spesso la noia che ne deriva è la causa principale della disaffezione che la maggioranza della gente prova nei confronti della matematica... Giovanni Nepero (1550-1617) Ossi di Nepero 6 * 384 = 1/8 4/8 2/4 = 2304 1 8+4 8+2 4 considerare i riporti 2 3 0 4 Slide 23 di 26 Scelta del mezzo Cosa voglio Cosa devo fare? Un utente consapevole analizza le sue necessità e decide quali dispositivi sono necessari ai suoi scopi. La scelta del mezzo e delle sue caratteristiche è fondamentale al conseguimento dell obiettivo Slide 24 di 26 12
Utenza consapevole Quando decido di usare un software per fare dovrei chiedermi Il software che utilizzo è adeguato a svolgere le attività di cui ho bisogno? Quale categoria di software è più adatta e svolgere le attività di cui ho bisogno? Il dispositivo che sto usando è in grado di svolgere le operazioni di cui ho bisogno, oppure è il migliore per qualità/prezzo? Quale tipologia di hardware sarebbe più adatta a svolgere le attività di cui ho bisogno? Slide 25 di 26 Università degli Studi di Roma Tor Vergata Facoltà di Ingegneria Corso di Ingegneria Medica Informatica Fine Lezione 1 13