Appunti Laboratorio d'informatica di base

Cos'è l'informatica

Esistono varie definizioni:

• Scienza dell'informazione: informazione + automazione
• Scienza degli elaboratori elettronici ("Computer Science")
• Scienza e tecnica dell'elaborazione dei dati e, generalmente, del trattamento automatico dell'informazione
• Scienza del trattamento razionale specialmente per mezzo di macchine automatiche dell'informazione, considerato come supporto alla conoscenza umana e alla comunicazione

Definizione "accettata": scienza della rappresentazione e dell'elaborazione dell'informazione.

Studia le caratteristiche dell'informazione e i modi di usarla, immagazzinarla, elaborarla e trasportarla in modo automatico.

L'informatica ha 2 anime:

• Metodologia: studia i metodi per la soluzione di problemi e la gestione dell'informazione
• Tecnologia: studia i calcolatori elettronici, le reti e i sistemi che li utilizzano

Per questo corso interessa più la parte metodologica che quella tecnologica.

Elaboratore elettronico

Fondamentalmente il computer (elaboratore elettronico) è associato al termine francese "calculateur" (calcolatore) ed è relativo ad uno strumento programmabile per la rappresentazione, la memorizzazione e l'elaborazione delle informazioni.

Si individuano le seguenti macro-componenti:

• Hardware: la struttura fisica del calcolatore (costituita da varie componenti). L’h. è un termine ampio, che sta ad indicare di tutte le componenti, quindi, tutto. L’h. è tutto.
• Software: l’insieme dei programmi che consentono all’hardware di svolgere dei compiti utili all’utente.

In generale, quando si parla di elaboratore elettronico e' possibile, a tutto tondo, si riferisce a quell’insieme di dispositivi materiali (hardware) e di programmi (software) capaci di ricevere informazioni (input), codificarle, elaborarle compiendo operazioni automatiche di computazione, di selezione e ordinamento secondo una sequenza prestabilita da un programma e dare infine in certo output.

I grandi vantaggi offerti da un calcolatore sono la possibilità di elaborare grandi quantità di dati con grande velocità e precisione, mediante automazioni che evitano lavori ripetitivi, trattando i dati sia con operazioni aritmetiche sia con operazioni logiche (cioè creando, dividendo e smistando i dati secondo certi criteri), sia combinando i 2 procedimenti.

Algebra di Boole: operazioni che possono essere eseguite da un computer, ma anche da un foglio di calcolo (come il Excel). Possono essere su operazioni matematiche (somma, sottrazione, elevamento alla potenza ecc.) e su operazioni legate e condizioni. Nelle istruzioni fondamentali di una programmazione ci sono i cicli e altrimenti sono tutti i percorsi base. Quindi l’A. di B. è molto importante per quanto riguarda un programma più facile - permette di dirci se e quando si verifica una detezione concatenata.

prelievo bancomat calcolo di cena calcolo del massimo comune divisore tra 2 interi.

• Proprietà di un algoritmo:
• Proprietà fondamentali:

Generalità: applicabile a ogni insieme di dati di ingresso appartenenti al dominio di definizione del problema.

Non ambiguità: ogni azione deve essere unicamente interpretabile dall'esecutore (persona o "macchina") costituito da operatori appartenenti ad un determinato insieme di operatori fondamentali.

Eseguibilità: ogni azione deve essere eseguibile in un tempo finito da parte dell'esecutore dell'algoritmo.

Finitezza: per ogni insieme di dati di ingresso, il numero totale di azioni da eseguire deve essere finito.

• Proprietà desiderabile:

Efficienza: dare risolvere il problema utilizzando al meglio le risorse a disposizione.

• Rappresentazione di un algoritmo

1. linguaggio naturale -> linguaggi informali
2. Diagrammi di flusso -> linguaggi semi-formali
3. Pseudo codice
4. linguaggio di programmazione -> linguaggi formali

• Esempio: calcolo del Massimo Comune Divisore (MCD)

Problema: dati 2 interi M ed N (input) calcolare il MCD fra M ed N.

Algoritmo (descritto in linguaggio naturale):

1. Calcola l'insieme A dei divisori di M
2. Calcola l'insieme B dei divisori di N

- Codifica dell’informazione

L’informatica si poggia prettamente sul concetto di informazione e di trasmissione di quest’ultimi. Le informazioni devono essere memorizzate. In che modo: le informazioni che noi adattiamo o che il computer prende dalle varie sorgenti input (microfono, videocamera) devono essere prima codificate e poi memorizzate.

L’informazione gestita dai sistemi di elaborazione deve essere codificata:

• per poter essere memorizzata, elaborata, trasmessa
• sistema di codifica
• codifica binaria
• codifica in base 10
• altre codifiche

Necessario codificare dati e istruzioni:

algoritmo insieme di istruzioni che generano su dati.

Per eseguire un programma è necessario codificare e memorizzare sia i dati sia il programma (le istruzioni)

L’esecutore automatico deve essere in grado di:

• memorizzare istruzioni e dati
• manipolare istruzioni e dati

- Informazioni e codifica

Il concetto di codifica è associabile ad un contatto. Ad es., traduzione di un linguaggio: la stessa parola, lo stesso significato che viene tradotto in vocaboli diversi. Alla base ci sono delle matrici di codifica e transcodifica di segni che permettono un tipo di comunicazione.

• La stessa informazione può codificata in modi differenti:

11

10

9

• Stessa codifica per informazioni differenti:

fare zoppicaretrapezioburrorana in questo casoseparato

Conversione decimale - binario

Numeri binari

Per convertire la sola parte intera si divide il numero per 2, eliminandol'eventuale resto e continuando a dividere per 2 il quoziente ottenutofino a quando non si ottiene quoziente uguale a 0.

Il numero binario si ottiene scrivendo la serie dei resti delle divisioni iniziando dall'ultimo resto ottenuto

ATTENZIONE: non fermarsi quando si ottiene quoziente 1, ma proseguire fino a 0

(100)₁₀ = (1100100)₂

Numeri esadecimali

(3A5)₁₆ = (933)₁₀

(3A5)₁₆ = (3*16²+10*16¹+5)

Per i numerali esadecimali occorrono 16 cifre:{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F}

Il valore delle cifre:0 - 9 hanno il valore consuetoA vale 10, fino al 14 ... fino a F che vale 15

0001 1011 100₂

Risultato finale:

11011100₂=DC₁₆

Conversione da ottale a decimale

Quanto vale il numero ottale 137₈ in base 10?

137₈=?₁₀

Posizioniamo sotto ad ogni cifra le potenze della base che rappresentano i pesi, ora moltiplichiamo ogni cifra ottale per il rispettivo peso: 64x1 + 8x3 + 1x7 = 95₁₀

Risultato finale: 137₈=95₁₀

Conversione da ottale a binario

Quanto vale il numero ottale 264₈ in base 2?

264₈=?₂

In questo caso separiamo bene le cifre ottali e sotto ciascuna di esse inseriamo la terna binaria che ne rappresenta il valore:

2 6 4₈

010 110 100₂

Risultato finale: 264₈=010110100₂

NOTA: Gli zeri iniziali di un numero binario possono essere ignorati, perché non ne cambiano il risultato.

Conversione da esadecimale a decimale

Quanto vale il numero esadecimale 13B₁₆ in base 10?

13B₁₆=?₁₀

Posizioniamo sotto ad ogni cifra le potenze della base che rappresentano i pesi: