Riassunto per esame Informatica (Pergola)

RIASSUNTO - INFORMATICA E CULTURA DELL'INFORMAZIONE

CAPITOLO 0 Un'introduzione alla scienza e alle tecnologie... Mondo dell'informazione. Prodotto dell'interesse dell'uomo a conoscere ciò che lo circonda e a comunicare le sue conoscenze, le sue esperienze, i suoi stati d'animo. Per trattare informazione si è dotati di strumenti appositi che hanno trasformato l'informazione stessa da fenomeno individuale a fenomeno sociale.

Informazione:

1. Insieme dei dati su cui occorre operare e delle istruzioni con cui tali dati devono essere elaborati
2. Ciò che si ottiene dai dati disponibili una volta che a questi sia stato attribuito un significato
3. Informazione = dati + istruzioni
4. I contenuti definiscono la qualità dell'informazione

Informazioni di tipo indicale:

• Gesto, parola pronunciata e la parola scritta "stanno per" la cosa indicata
• Calcolo. Dal latino "sassolino"
• Calcolatore. Strumento

che consente di eseguire specifiche applicazioni software, per esempio fogli elettronici o sistemi di elaborazione di testi. Strumento programmabile, in grado di eseguire molteplici successioni di istruzioni chiamati programmi.

Principio di astrazione (o anche di informazione hiding). Un sistema ben realizzato riesce a nascondere agli utenti molta dell'informazione che i progettisti hanno incluso in esso e il suo funzionamento può essere imparato attraverso un processo di tipo top-down, dall'alto verso il basso, cioè fuori dalla metafora dei livelli, dal generale al particolare.

Software. Programmi (successione delle istruzioni da compiere) = Sw

Hardware. Struttura fisica = Hw

Strumenti formali. Consentono di trattare entità di informazioni dotate di una certa struttura, ricavandone delle conclusioni per via puramente elaborativa.

Strumenti materiali. Materializzano le entità di informazioni su cui si opera, ne facilitano l'elaborazione. Includono

modelli in scala di sistemi fisici, mappamondi, simulatori ecc. General purpose. (applicabilità generale). Dispositivo in grado di elaborare informazioni sulla base di un programma definito dall’utente. L’architettura di calcolatore general purpose, detta “Macchina di Von Neumann (1940)” è caratterizzata da un’ipotesi fondamentale: i dati e le istruzioni che operano sugli stessi calcolatori possono essere codificati in uno stesso formato, così che per memorizzare entrambi può essere impiegato un unico dispositivo. Un calcolatore di general purpose è un sistema costituito da 4 sottosistemi:

1. interfaccia. L’interazione del calcolatore con l’esterno. Nel sottosistema di interfaccia viene resa possibile:
   • agli utenti l’input (cioè l’inserimento in ingresso) dei programmi e dei dati verso il calcolatore mediante dispositivi quali tastiere, mouse, microfono;
   • al calcolatore l’output (cioè

Il calcolatore è composto da diversi sottosistemi che svolgono funzioni specifiche:

1. Sottosistema di interfaccia. Gestisce l'input e l'output dei dati, consentendo la comunicazione tra il calcolatore e gli utenti attraverso dispositivi come monitor, stampanti e altoparlanti. Inoltre, permette al calcolatore di trasmettere e ricevere informazioni da altri calcolatori tramite reti di telecomunicazione.
2. Memoria. Conserva dati e istruzioni. È organizzata come un insieme di unità elementari di memorizzazione, e la sua capacità è determinata dal numero di queste unità.
3. CPU. È l'unità centrale di elaborazione (Central Processing Unit) che esegue le istruzioni sequenzialmente, leggendole dalla memoria.

eventuali dati su cui l'istruzione deve operare, eseguendo tale istruzione, scrivendo nello stesso sottosistema di memorizzazione il risultato dell'operazione, passando poi all'istruzione successiva e proseguendo così ….

4) Programma memorizzato. In una macchina di Van Neumann il programma non è più parte della componente hardware del sistema ma è software. I sistemi di elaborazione basati sull'architettura di Van Neumann vengono detti a programma memorizzato in cui le istruzioni da eseguire e i dati da elaborare non sono codificati nella struttura fisica del sistema.

Algoritmica. Disciplina che, dato un problema applicativo, mira a caratterizzare la soluzione chiamata algoritmo secondo vari parametri. L'individuazione di una soluzione per un problema, è quindi la fase di scrittura dell'algoritmo secondo vari parametri.

L'individuazione di una soluzione per un problema e quindi la fase di scrittura

La definizione di un algoritmo (successione di istruzioni) è a carico degli esseri umani, i calcolatori rimangono esecutori di programmi. Nella definizione di un algoritmo l'interesse è rivolto alla struttura concettuale della soluzione, mentre nella scrittura di un programma è necessario anche specificare la forma linguistica della soluzione stessa.

Calcolatore. Prima = funzioni di sistema di calcolo. Oggi = sistema di elezione per l'elaborazione dell'informazione. Così grazie alla confluenza di due insiemi di conoscenze: le tecnologie dell'informazione (Information Technology IT) e le telecomunicazioni oggi integrate nelle cosiddette tecnologie dell'informazione e della comunicazione (Information and Communication Technology ICT) con particolare importanza alla diffusione delle reti di calcolatori World Wide Web (www) il calcolatore soddisfa la richiesta dell'utente attraverso due attività analoghe: - controlla di essere in grado

di interpretare il comando (riconoscerlo come corretto ed eseguirlo); - esegue l'azione associata al comando e se richiesto presenta il risultato all'utente. Per evitare problemi di comunicazione con un calcolatore bisogna dotarsi di un linguaggio con una semantica limitata e con una sintassi semplice. I calcolatori oltre che sui numeri operano anche su dati non numerici (testi, immagini, musica) adottando una codifica numerica ossia una regola per convertire ogni entità in ingresso al problema in una corrispondente entità numerica. Una di queste, codice ASCII (American Standard Code for Information Interchange) prevede che le lettere a, b, c..., siano tradotte in numeri 97, 98, 99..., e le lettere A, B, C..., in numeri 65, 66, 67... con una differenza fra minuscolo e maiuscolo pari a 32. Ogni problema ammette una soluzione calcolabile. Il calcolo consiste in una trasformazione di dati: attraverso il calcolo il dato iniziale (input) viene trasformato

in un risultato (output)- Le regole che trasformano input in output sono dette funzioni caratterizzate dalla loro espressione e non dall'input. Funzioni elementari sono semplici nella loro definizione da essere certamente calcolabili.

La CPU dei calcolatori è in grado di:

• eseguire direttamente il calcolo di un insieme di funzioni elementari, insieme dunque che caratterizza dunque le "capacità esecutive elementari" della CPU stessa;
• calcolare funzioni complesse, purché previamente ridotte a successioni di funzioni elementari, cioè a programmi.

Il linguaggio macchina del calcolatore è utilizzabile per scrivere programmi. Ogni funzione "naturalmente considerata calcolabile" è calcolabile da una macchina di Turing. Il linguaggio macchina della macchina di Turing è primitivo. Se una funzione è calcolabile da un calcolatore, allora è calcolabile da qualsiasi calcolatore.

CAPITOLO 1

Il calcolatore è un sistema programmabile. Uno stesso programmatore infatti è in grado di eseguire molteplici successioni di istruzioni (programmi) senza che sia necessaria alcuna modifica della sua struttura fisica. Un calcolatore può essere definitivamente descritto in modo appropriato come un sistema, cioè un insieme organizzato di componenti con l'obiettivo di realizzare un esecutore. Per comprendere il calcolatore bisogna adottare una descrizione di tipo gerarchico. Punto di partenza e perciò primo livello nella descrizione gerarchica è la cosiddetta macchina di Von Neumann che interpreta un calcolatore come costituito da 4 elementi.

• Unità di elaborazione
• Memoria di lavoro
• Sistema di interfaccia con l'esterno
• Sistema di interconnessione

Si mette in evidenza quindi l'architettura del sistema, ovvero gli elementi da cui è composto e le relazioni fra di loro. Ogni elemento ha una funzione.

Le periferiche di ingresso sono il mouse e la tastiera, mentre lo schermo e la stampante sono esempi di periferiche di uscita.

Le funzioni che svolge un calcolatore devono essere opportunamente coordinate. Ogni calcolatore dispone di un'unità di controllo. I calcolatori svolgono dunque funzioni classificabili in 4 tipologie:

1. Elaborazione dei dati
2. Memorizzazione di dati e istruzioni
3. Trasferimento di istruzioni e dati verso l'esterno
4. Controllo

I dati che i calcolatori sono in grado di trattare possono corrispondere a numeri, testi, immagini, suoni, video. Ecco perché un'architettura di elaborazione generale è basata sul principio di flessibilità d'uso, con l'idea che un calcolatore possa essere utilizzato per svolgere funzioni diverse.

Una seconda caratteristica fondamentale dei calcolatori è la modularità (ottenuta utilizzando componenti il più possibile standardizzati) e la scalabilità (la possibilità di sostituire).

Il componente principale all'interno di un calcolatore è l'unità centrale.