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Questions and Answers
Qual è il valore di 2 elevato alla potenza 10?
Quanti bit ci vogliono per rappresentare in binario il numero 5?
Qual è il valore di 1 Gigabyte in Megabyte?
Qual è il numero di bit in un Byte?
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Qual è l'equivalente di 1 Terabyte in Gigabyte?
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Qual è la principale vantaggio della rappresentazione binaria in un elaboratore?
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Qual è l'unità fondamentale di informazione nella rappresentazione binaria?
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Quante informazioni diverse possono essere rappresentate con una stringa di 3 bit?
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Per rappresentare 5 informazioni diverse, quanti bit sono necessari?
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Perché l'affidabilità è alta nella rappresentazione binaria?
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Qual è la formula per calcolare il numero di bit necessari per rappresentare K informazioni?
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Come si determina il numero di bit senza calcolare il logaritmo?
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Cosa indica il livello 0 nella rappresentazione a 5 livelli?
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Che cosa caratterizza una rappresentazione analogica?
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Qual è il significato principale del termine 'digitale'?
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Quale delle seguenti affermazioni sulla rappresentazione digitale è corretta?
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Qual è la principale grandezza fisica utilizzata nella rappresentazione binaria?
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Come vengono interpretate le tensioni di basso livello nella rappresentazione binaria?
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Cosa significa che un elaboratore è un sistema digitale binario?
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Qual è la funzione principale della rappresentazione della grandezza fisica in un sistema digitale?
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Qual è una caratteristica distintiva di un formato di dati digitale?
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Qual è la definizione di informatica?
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Cosa rappresenta un algoritmo?
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Quale affermazione descrive correttamente un programma?
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Qual è la caratteristica principale di un elaboratore?
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Cosa si intende per 'sistema' in un contesto informatico?
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Qual è la funzione di un sottosistema in un modello gerarchico?
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In un sistema di elaborazione, cosa rappresentano i dati di input?
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Cosa descrive meglio l'hardware di un elaboratore?
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Quale rappresentazione dell'informazione è più vicina ai meccanismi dell'elaboratore?
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Che cosa viene definito 'software di base'?
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Cos'è l'analogia tra digitalizzazione e analogico?
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Qual è l'obiettivo principale della rappresentazione dell'informazione a diversi livelli?
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Quale è uno dei vantaggi di un sistema di elaborazione organizzato a livelli?
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Study Notes
Introduzione
- Argomento: Elaborazione dell'informazione
Definizioni di base
- Informatica (Informazione automatica): Scienza che si occupa della rappresentazione e dell'elaborazione automatica dell'informazione.
- Elaboratore: Mezzo strumentale (macchina) per la rappresentazione, memorizzazione e elaborazione delle informazioni (dati).
Elaborazione dell'informazione
- Processo in cui un esecutore esegue azioni specifiche su un insieme di informazioni, seguendo una procedura definita, per risolvere un problema.
Procedura di elaborazione (algoritmo)
- Sequenza finita di azioni per risolvere un problema in tempo finito.
- Descrizione della procedura deve contenere:
- Specifica dei dati da elaborare.
- Insieme delle azioni da compiere.
- Specifica dei controlli per determinare l'ordine delle azioni.
Elaborazione automatica dell'informazione
- Programma: Descrizione della procedura di elaborazione in un linguaggio formale (linguaggio di programmazione). Più vicino al linguaggio della macchina.
- Sequenza finita di istruzioni: Eseguire un programma significa eseguire le istruzioni nella sequenza specificata.
- Istruzione: Comando con sintassi e semantica non ambigua, espresso in un linguaggio di programmazione.
- Elaboratore: Macchina che esegue le azioni (istruzioni) specificate dal programma. Macchina che esegue programmi memorizzati. Un sistema di elaborazione.
Definizione di sistema
- Pluralità di elementi collegati tra loro per realizzare un compito o eseguire un'operazione assegnata.
- L'insieme delle entità esterne con cui il sistema interagisce costituisce l'ambiente del sistema stesso.
Caratteristiche di un sistema
- Funzione: Ciò che il sistema deve fare.
- Comportamento: Ciò che il sistema fa per realizzare la sua funzione.
- Struttura: L'insieme delle entità che permettono al sistema di generare il suo comportamento.
- Servizio: Il comportamento del sistema come percepito dall'utente.
Sistemi gerarchici
- Sistema basato su un modello gerarchico, composto da sottosistemi, ciascuno a sua volta costituito da altri sottosistemi fino ad elementi base (building blocks).
- Ogni sottosistema è considerato elementare in dipendenza dal livello di interesse per un'analisi specifica.
Sistema di elaborazione
- Sistema costituito da diversi sottosistemi di elaborazione interconnessi tra loro e con l'ambiente esterno tramite sottosistemi di interconnessione.
- Macchina che esegue istruzioni, interagendo con l'ambiente esterno per ricevere dati in ingresso (input) e fornire dati in uscita (output).
Macrocomponenti dell'elaboratore
- Hardware: Struttura fisica dell'elaboratore, costituita da componenti elettronici ed elettromeccanici.
- Software: Insieme di programmi che consentono all'hardware di realizzare compiti specifici. Una stessa struttura fisica (HW) può realizzare compiti diversi utilizzando diversi programmi (SW).
- Firmware: Software codificato nell'hardware.
- Software di base: Programmi di gestione del sistema (es. sistema operativo).
- Software applicativo: Insieme di programmi per svolgere compiti specifici (es. elaborazione testi, fogli elettronici, ecc.).
Astrazione in livelli di un elaboratore
- Sistema di elaborazione organizzato a livelli per permettere a progettisti e utenti di avere diverse viste dei livelli di astrazione.
- Scopo: colmare il divario tra il modo in cui l'uomo esprime una soluzione a un problema e il modo in cui la macchina la realizza.
Livelli di un sistema di elaborazione
- Livello utente: Interfaccia con l'utente.
- Software applicativo: Applicazioni (es. elaborazione testi).
- Software per gestire risorse: Gestione delle risorse hardware.
- Risorse fisiche (HW): Hardware.
Astrazione in livelli di un elaboratore
- Stratificazione di linguaggi di programmazione: da linguaggi a basso livello (assembly, machine language) a linguaggi di alto livello (visual languages, FORTRAN, C, Pascal).
Rappresentazione digitale dell'informazione
- Informazione rappresentabile a diversi livelli, uno più vicino all'interpretazione umana (rappresentazione simbolica) e uno più vicino al meccanismo dell'elaboratore (rappresentazione numerica).
Livelli di un sistema di elaborazione
- Analogico: Ragiona utilizzando grandezze che variano con continuità (analogiche). Convertitori D/A per la conversione da digitale ad analogico.
- Digitale: Elabora informazioni espresse come sequenze di 1 e 0 (bit). Convertitori A/D per la conversione da analogico a digitale.
Analogico
- Grandezza fisica rappresentata in modo analogico (es. intensità di un suono, andamento temporale) utilizzando un indicatore che mostra un andamento continuo.
Digitale
- Grandezza fisica rappresentata in modo discreto (numerico), usando una serie di cifre. Insieme di dati rappresentato tramite stringhe di cifre. Un dispositivo che funziona in base a sequenze numeriche.
Rappresentazione digitale dell'informazione
- L'informazione è un'entità astratta che deve essere rappresentata tramite grandezze fisiche concrete (compatibili con l'elaboratore).
- L'elaboratore è un sistema digitale binario che discretizza i valori di alcune grandezze fisiche in due livelli (rappresentazione binaria).
Rappresentazione binaria
- Ogni segnale elettrico rappresenta uno di due valori possibili, basati sul livello di tensione (0 o 1 volt). 0 è tensione bassa, 1 è tensione alta.
- Semplicità: rappresentazione con due soli stati (0 e 1).
- Affidabilità: Disturbi (rumore) hanno minore probabilità di alterare un valore.
Perché la rappresentazione binaria?
- Semplicità nell'implementazione dei circuiti elettronici.
- Maggiore affidabilità nella trasmissione e nell'elaborazione dell'informazione, in presenza di disturbi.
Rappresentazione binaria
- BIT: Unità fondamentale di informazione (0 o 1).
- Informazioni rappresentate tramite stringhe di BIT (rappresentazione binaria).
- Possibilità di rappresentare 2N informazioni diverse con una stringa di N bit.
- Per rappresentare K informazioni diverse, occorrono [log₂K] bit.
Rappresentazione binaria
- Calcolo del numero di bit necessari per rappresentare K informazioni. Es. per 5 informazioni diverse, occorrono 3 bit (23=8>5).
Potenze di 2
- Valori delle potenze di 2, per un'applicazione dei prefissi standard. (es. 2¹⁰ = 1024 = 1K).
Altre potenze (prefissi)
- Tabella con i prefissi e le corrispondenti potenze di 10 e 2.
Strutture logiche di informazione
- Organizzazione delle informazioni in strutture logiche (Half-Byte, Byte, Word) in termini di bit. half-byte (4 bit), byte (8 bit), word. (16, 32, 64 bit). lunghezza variabile a seconda dell'architettura del sistema.
Multipli delle strutture logiche
- Conversione multipli delle unità di informazione. Kilobyte (KB), Megabyte (MB), Gigabyte (GB), Terabyte (TB), Petabyte (PB) e le loro relazioni. (1 KB = circa mille byte, 1 MB = circa un milione di byte, ecc).
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Scopri i concetti fondamentali dell'elaborazione dell'informazione con questo quiz. Approfondisci la definizione di informatica, il ruolo dell'elaboratore e come funzionano gli algoritmi. Metti alla prova le tue conoscenze sulla rappresentazione e sull'elaborazione automatica dei dati.
