Informatica - Appunti

Breve storia del calcolo automatico

Pascalina: strumento di calcolo precursore della moderna calcolatrice. Essa è stata inventata nel 1642 dal filosofo e matematico francese B. Pascal ed è una macchina che permette di addizionare e sottrarre, tenendo però conto del riporto.

Macchina Analitica: è stato il primo prototipo di un computer meccanico sviluppato per eseguire compiti generici. Il progetto fu sviluppato dal matematico, filosofo e scienziato inglese Charles Babbage, che cercò anche di realizzarlo praticamente; rappresenta un importante passo nella storia dell'informatica.

Macchina di Touring: è un modello astratto (non effettivamente costruibile) che definisce una macchina in grado di eseguire algoritmi, dotata di un nastro infinito su cui può leggere e/o scrivere simboli. Alan Touring è considerato uno dei padri dell'informatica e uno dei più grandi matematici del XX secolo.

Architettura di Von Neumann: tipologia di architettura hardware sviluppata alla fine degli anni '40 per computer digitali programmabili a programma memorizzato, la quale condivide i dati del programma e le istruzioni del programma nello stesso spazio di memoria. Per tale caratteristica, l'architettura di Von Neumann si contrappone all'architettura Harvard nella quale i dati del programma e le istruzioni del programma sono memorizzati in spazi di memoria distinti.

Computer: elaboratore elettronico digitale; esegue automaticamente istruzioni attraverso componenti elettroniche elaborando informazioni binarie (0, 1).

Hardware: componente fisica del sistema informatico.

Sistema: insieme di parti correlate che operano e interagiscono per svolgere funzioni specifiche.

Software: insieme di programmi che fanno funzionare l'hardware e si distinguono in S.O. (software di base) e programmi applicativi. S.O. è l'insieme di componenti software che garantisce l'operatività di base di un calcolatore, coordinando e gestendo le risorse hardware, le periferiche, i processi e facendo da interfaccia con l'utente. I programmi applicativi svolgono diversi compiti in funzione delle esigenze dell’utente.

Rappresentazioni delle informazioni

Segnale Analogico: il segnale è detto analogico quando i valori utili che lo rappresentano sono continui/infiniti (es: variatore di luminosità). Caratteristiche sensibili alle interferenze.

Segnale Digitale: deriva dal termine inglese digit (cifra), per il fatto che i calcolatori elettronici operano mediante l'elaborazione di quantità numeriche elementari, i bit. L'elettronica digitale ha a che fare con circuiti e sistemi che agiscono sfruttando due possibili stati di funzionamento (es: interruttore On/Off). Caratteristiche semplici, non soggetto a interferenze, riproducibile senza errori.

Bit: la parola bit deriva dall’inglese binary digit e in informatica e in teoria dell'informazione ha due significati diversi. Un bit rappresenta l'unità di misura della quantità d'informazione. Un bit è una cifra binaria, ovvero uno dei due simboli del sistema numerico binario classicamente chiamati zero (0) e uno (1), definito anche l’unità elementare dell’informazione trattata da un elaboratore. Ai fini della programmazione è comune raggruppare sequenze di bit in entità più vaste. Questi raggruppamenti contengono generalmente un numero pari a una potenza binaria (2ⁿ); il più noto è il byte (2⁸), corrispondente a 8 bit, che costituisce l'unità di misura più utilizzata in campo informatico.

Numeri/Numerali: numero è un concetto che rappresenta una quantità; numerale è un simbolo che rappresenta una quantità. I numerali differiscono dai numeri come le parole differiscono dai concetti che rappresentano (es: 6, sei, six, VI).

Sistema Decimale: si intende il sistema di numerazione posizionale a base 10 che, per rappresentare i numeri, utilizza dieci cifre da 0 a 9.

Codice Ascii: acronimo di American Standard Code for Information Interchange. È una convenzione per la rappresentazione dei caratteri a partire dalla configurazione in bit e utilizza 7 bit (128 caratteri rappresentabili). Ascii esteso utilizza 8 bit (256 caratteri rappresentabili) e viene utilizzato per rappresentare i simboli mancanti dell’ascii a 7 bit (es: simboli diacritici). Ogni carattere è rappresentato da 8 bit (1 Byte). Esistono più ascii estesi in funzione delle diverse lingue (es: Cina, Giappone, Grecia).

Unicode: sistema di codifica che assegna un numero univoco ad ogni carattere usato per la scrittura di testi, in maniera indipendente dalla lingua, dalla piattaforma informatica e dal programma utilizzati.

UTF-8/16/32: l’Unicode Transformation Format è una codifica dei caratteri Unicode in sequenze di lunghezza variabile di byte. UTF-8 usa gruppi da 1 a 4 byte per rappresentare un carattere Unicode e coincide con i caratteri Ascii. UTF-16 codifica i caratteri Unicode in sequenze di numeri a 16-bit. UTF-32 codifica i caratteri Unicode in sequenze di numeri a 32-bit. A differenza delle altre codifiche Unicode (UTF-8, UTF-16) che usano una rappresentazione dei dati a lunghezza variabile, UTF-32 è a lunghezza fissa.

TrueColor: modalità di memorizzazione delle informazioni dell'immagine nella memoria dei personal computer nella quale il colore di ogni pixel è codificato da tre o più byte. In generale, ogni byte esprime l'intensità di ciascuno dei tre canali RGB (Rosso, Verde e Blu). Poiché un byte è formato da 8 bit, può memorizzare 256 (2⁸) intensità differenti. La combinazione delle intensità dei tre canali consente di rappresentare oltre 16 milioni (2²⁴ = 256*256*256).

Pixel: dall’inglese picture element, si indica ciascuno degli elementi puntiformi che compongono la rappresentazione di un'immagine nella memoria di un computer. Nelle immagini rappresentate da dati informatici, i punti riprodotti sono così piccoli e numerosi da non essere distinguibili ad occhio nudo, apparendo fusi in un'unica immagine. Ciascun pixel, che rappresenta il più piccolo elemento dell'immagine, è caratterizzato dalla propria posizione e da valori quali colore e intensità, variabili in funzione del sistema di rappresentazione adottato. Il numero di pixel in un'immagine determina la quantità di dettagli che possono essere rappresentati.

Grafica Bitmap: tecnica utilizzata per descrivere un'immagine in formato digitale. La bitmap è caratterizzata da due proprietà: risoluzione e profondità del colore. Risoluzione determinata dal numero di pixel contenuti nell'unità di misura considerata ed è ottenuta moltiplicando il numero delle righe di pixel per quello delle colonne di pixel; Profondità del Colore definita dalla memoria che si dedica ad ogni pixel, ovvero dal numero di bit dedicati ad ogni pixel per descrivere il colore; maggiore è il numero di bit, maggiore è il numero di colori che è possibile descrivere.

Campionamento: procedimento di conversione in forma digitale di un segnale audio analogico. Questo processo può essere suddiviso in tre fasi: Campionamento vengono misurati i livelli di tensione che il segnale audio analogico assume nel tempo. Quantizzazione misura del segnale analogico registrata nella fase precedente viene convertita per approssimazione in una sequenza di bit. Memorizzazione tutti i dati digitali vengono scritti in memoria. L'accuratezza del campionamento è direttamente proporzionale alla frequenza di campionamento e al numero di bit usati per la quantizzazione.

Frequenza di Campionamento: misura espressa in hertz del numero di volte al secondo in cui un segnale analogico viene misurato e memorizzato in forma digitale. Hertz unità di misura del Sistema Internazionale della frequenza.

Metadato: informazione che descrive un insieme di dati.

Architettura dell’elaboratore

Hardware: parte fisica di un computer, ovvero tutte quelle parti elettroniche, meccaniche, magnetiche, ottiche che ne consentono il funzionamento. Elabora l’informazione usando il processore, memorizza l’informazione usando la memoria primaria o secondaria, esegue input/output dell’informazione con dispositivi input/output.

Scheda Madre: componente principale di un PC; occupa molto spazio nel case ed è dotata di circuiti integrati che hanno il compito di collegare fra loro gli altri componenti del sistema. Alloggiati sulla...