Teoria informatica base

Informatica

• Algoritmo: Sequenza di operazioni elementari definite in maniera così precisa da essere comprensibile ed eseguibile da una macchina.
• Programma: Algoritmo codificato nel linguaggio di un calcolatore.
• Linguaggio di programmazione: Linguaggio per la codifica degli algoritmi, consistente quindi nello scrivere su un foglio, sotto forma di programma, che possono essere compresi ed eseguiti dal calcolatore che li registra nella _.

Macchina di Von Neumann: È costituita di 4 elementi hardware fondamentali:

1. Unità di elaborazione o processore (CPU): È la parte del sistema che svolge le elaborazioni e coordina il trasferimento dei dati all'interno dell'intero sistema. È inoltre in grado di coordinare il funzionamento dei programmi; contiene dispositivi elettronici in grado di acquisire, interpretare ed eseguire le istruzioni del programma.
2. Memoria centrale (RAM): Contiene le informazioni necessarie all'esecuzione di un programma cioè istruzioni e dati. Sfrutta la tecnologia a stato solido ha capacità limitata ed è volatile. L'accesso all'informazione è rapido.
3. Unità periferiche: Permettono lo scambio delle informazioni fra elaboratore e il mondo esterno attraverso operazioni di ingresso ed uscita.
   • Nella architettura di von Neumann, le periferiche includono anche le memorie di massa utilizzate per ampliare evitare quantità di dati a programmi ad informazione non viene persa quando il calcolatore viene spento, il ' accesso alla memoria è meno rapido.
4. Bus di sistema: Collega gli elementi funzionali elencati in precedenza e consente così lo scambio di dati tra di essi.
   • Nella macchina di von Neumann le fasi di elaborazione si succedono in modo sincrono rispetto alla scansione temporale imposta da un orologio (clock) di sistema.

• Sistema operativo: Principale programma del calcolatore che gestisce le varie risorse hardware e software, svolgendo funzioni differenti _{di lavoro della complessità del sistema di elaborazione sotto il suo controllo.}
• Ambiente di programmazione: Insieme di strumenti che facilitano la scrittura dei programmi e la verifica della loro correttezza. Questi tutti comprendono:
  1. Editor: Serve per la costruzione di file che contengono testi, cioè sequenze di caratteri.
  2. Compilatore: Opera la traduzione di un programma sorgente in un programma oggetto, scritta in un linguaggio direttamente comprensibile all'elaboratore.
     • Sorgente:: creato dall'utente ed è in formato non leggibile dalla macchina.
     • Oggetto:: versione del primo contenuto nell'informazione tradotta non viene generata.
  3. Interprete: Valide interfase a due lati con lo sviluppo software ed esegue direttamente il codice sorgente senza prima tradurlo nel linguaggio macchina.
  4. Linker: Compone vari programmi oggetto in un unico programma eseguibile.
  5. Debugger: Serve per eliminare errori eventualmente presenti in un programma.
• Codifica binaria:
  • La più piccola quantità di informazione memorizzabile e elaborabile da un calcolatore è il bit corrisponde due cifre binarie e consente di distinguere due sole situazioni logiche: acceso o _{o 1.}
  • Per combinazione di più bit è possibile produrre quantità discrete di cifre. Per esempio, 1 bit _{2 possibili combinazioni, 2 bit 4, 3 bit 8, 4 bit 16, 32 bit 128 bit.}
  • I trattini possono rappresentare numeri apprendendo i numeri interi _{. In particolare, con un numero di cifre si può rappresentare.}
  • Binure quanti interi o codificare n oggetti? Se 2ⁿ _logN

Il sistema binario ha base r=2:

• c_kc_k-1...c₁c₀, 1,0
• c₄c₃c₂c₁c₀ = 101010₂, 111₂ = 1x2²+1x2¹+1x2⁰ = 1x4+1x2+1x1 = 7₁₀
• 3, 11₁₀ = 1,1₂, 10, 11₂ e si ottiene nel seguente modo:

33:2 = 16 con resto 116:2 = 8 con resto 08:2 = 4 con resto 04:2 = 2 con resto 02:2 = 1 con resto 01:2 = 1 con resto 1

Considerando i resti della divisione dalla cifra meno significativa a quella più significativa.

• La rappresentazione in modulo e segno utilizza il primo bit come bit di segno (0 se positivo e 1 se negativo), con questo convenzione si possono esprimere n-1 bit per un valore compreso fra {-2^n-1+(+2^n-1-1)}. Perciò, mediante n bit, è possibile rappresentare numeri compresi tra -2^n-1 e +2^n-1.

Rappresentazione in complemento a due:

• 3=011₂ —> 101₂ —> 1101₂ con bit di segno
• 3,22|2: |3,8:2 = 3—5| —> 101₂ con complemento a due2|1

m = 2ⁿ - m | convert

La rappresentazione in complemento a due di un numero negativo -N mediante n bit si ottiene sottraendo N al numero 2ⁿ

• Mediante la rappresentazione in complemento a due, l'inversione di segno di un numero negativo N si può ottenere partendo dal numero di n bit necessari, modificando ogni 1 in 0 e viceversa e sommando 1 al risultato.

• 2 + 5

+20|11———+71014 +2 —> 110₂

2 + 5

5|1|2|2|2|10|20|10|1

1) 2 —> 10₂3) 2₁₀ = 010₂3) 5 = 101₂

2₄ = 1010₂5₂ = 0101₂

+ 2+502 | 2

Se invertiamo i bit con gli 0 e viceversa si somma 1 per il meno:0 +1 + 1 + 01

1 —> 110 +10101 +10—> 101 | 9 | 1

SOLO!

• Se il segno risultante è meno, si invertano i bit (in qualsiasi esercizio).
• Si somma 1 al numero (salvo decimale).
• Eventuali overflow si ignorano.

• per accedere a singoli campi di una struttura si scrive l'identificatore della struttura, seguito da un punto e dall'identificatore del campo desiderato

• Non è possibile un confronto globale fra strutture mediante gli operatori di relazione

• La struttura definisce il dato ovvero come è fatto in memoria (strutturato o meno) sulla struttura possono essere associati identificatori (tipi definiti dall'utente), variabili (strutturate ecc.. )

Il Costrutto Switch

• L'istruzione switch si presta a indicare la scelta di istruzione fra altre sulla base del valore di un particolare variabile

• L’istruzione consiste in

• switch —> espressione fra parentesi tonde
• una sequenza di istruzioni fra case fra graffe:
• una sequenza di clausole case separate da due punti e conclusa da un eventuale punto e virgola.
• Al posto dell’istruzione case si può trovare default.

• La macchina valuta l’espressione dopo la parola switch se il suo valore appartiene a uno degli insiemi di costanti specifcatl in qualche clausole case la macchina esegue la sequenza di istruzioni ripetute dopo l'istruzione case e continua nelle clausole case successive. Per evitare questo fenomeno di caduta si usa un’istruzione break

• Se la valutazione dell'espressione determina un valore che non appartiene ad alcuno degli insieme di costanti specifcati, viene eseguita l'istruzione di default

Ciclo For

• La prima espressione esprime l'assegnamento di un valore iniziale alla variabile usata come variabile di conteggio; la seconda espressione (un'espressione booleana) esprime la condizione che determina l'esecuzione del corpo del ciclo; la terza incrementa variabile usata come variabile di conteggio; l'istruzione finale viene ripetuta 2 o più esecuzioni del ciclo

Ciclo Do While

• Il corpo del ciclo viene comunque eseguito almeno una volta e ripetuto fino a quando la condizione indicata dopo while diventa falsa

• Nel ciclo do-while, mettere \n nelle scanf (x, es. “scanf (" \n % d ", & char )”)

• Break causa la fuoriuscita dal corpo di un ciclo o da un’istruzione di switch

• Continue causa l'interruzione della corrente/iterazione del ciclo e del inizio dell’iterazione successiva di quest’ultimo.