Lezioni di Informatica 3 - 01 - Concetti di base di informatica PDF

I.I.S. “Marzotto-Luzzatti” - Valdagno Dipartimento di Informatica Prof. Riccardo Crosato A.S. 2023/2024 Concetti di base di Informatica  Informatica definizione dal dizionario: s...

I.I.S. “Marzotto-Luzzatti” - Valdagno Dipartimento di Informatica Prof. Riccardo Crosato A.S. 2023/2024 Concetti di base di Informatica  Informatica definizione dal dizionario: scienza che studia l’informazione e, più specificamente, l’elaborazione dei dati e il loro trattamento automatico mediante elaboratori elettronici. Dal francese informatique, tratto da infor(mation) (autom)atique “informazione automatica” definizione più tecnica (ACM - Association for Computing Machinery): scienza che studia la teoria, l’analisi, la progettazione, l’efficienza, la realizzazione e l’applicazione degli algoritmi, cioè dei procedimenti che descrivono e trasformano l’informazione Lezioni di Informatica classe III - Prof. Riccardo Crosato 2  Dati e informazioni DATO = valore o insieme di simboli espressa in un qualche alfabeto esempi: 1238129038, Rossi, 044534567, Vicenza, Mario rappresentano dati. INFORMAZIONE = insieme di dati interpretati in un determinato contesto. L’elaborazione dei dati porta alla conoscenza di un’informazione. esempio: se diciamo che “Mario Rossi è il nome di un residente nella città di Vicenza con numero di telefono 044534567” stiamo fornendo delle informazioni. informazione = dati + chiave di interpretazione Lezioni di Informatica classe III - Prof. Riccardo Crosato 3  Algoritmo Algoritmo = insieme di azioni che risolvono un determinato problema, trasformando dati di partenza (dati in input) in dati di arrivo (dati di output) attraverso le relazioni esistenti tra di essi Un algoritmo per dirsi tale deve essere: – preciso e non ambiguo – finito (composto da un numero finito di azioni) – generale (valido per una classe di problemi) – dettagliato – deterministico (fornisce sempre gli stessi risultati se i dati iniziali sono gli stessi) – completo (considera tutti i casi possibili) – deve avere una durata limitata nel tempo Lezioni di Informatica classe III - Prof. Riccardo Crosato 4  Programma Programma = traduzione di un algoritmo in un linguaggio comprensibile al computer (le azioni diventano istruzioni) Algoritmo di Euclide (300 a.C.): algoritmo per trovare il massimo comune divisore tra due numeri interi. Uno degli algoritmi più antichi conosciuti. Lezioni di Informatica classe III - Prof. Riccardo Crosato 5  Computer e informatica Computer (Elaboratore elettronico): macchina elettronica programmabile che svolge automaticamente funzioni di elaborazione dei dati INFORMATICA COMPUTER SCIENCE SCIENZA DELL’INFORMAZIONE “L'informatica non riguarda i computer più di quanto l'astronomia riguardi i telescopi.” “Computer Science is no more about computers than astronomy is about telescopes” attribuita a Edsger Wybe Dijkstra Lezioni di Informatica classe III - Prof. Riccardo Crosato 6  Informatica vs ICT ICT - Information and Communication Technology (TIC - Tecnologia dell'Informazione e della Comunicazione) insieme delle tecnologie che si occupano di elaborare e comunicare le informazioni con mezzi digitali (computer, reti, …) Memex: Tecnologie dell’informazione della comunicazione https://www.raiscuola.rai.it/tecnologia Lezioni di Informatica classe III - Prof. Riccardo Crosato 7  Sistema di elaborazione dati DATI Software RISULTATI ISTRUZIONI Hardware Hardware: insieme dei dispositivi fisici che costituiscono un computer e svolgono l’elaborazione Software: sequenze di istruzioni (programmi), che eseguite partendo dai dati, producono i risultati Firmware: software integrato direttamente e stabilmente in componenti elettronici come integrati, schede elettroniche, periferiche, … (esempio: BIOS, codice di boot di un PC) Lezioni di Informatica classe III - Prof. Riccardo Crosato 8  La macchina di von Neumann Praticamente tutti i computer, anche ai giorni nostri, adottano uno stessa architettura ideata da John von Neumann nel 1945 e conosciuta come macchina di von Neumann Memoria centrale Unità di Unità di INPUT OUTPUT CPU (Central Processing Unit) Elaboratore Lezioni di Informatica classe III - Prof. Riccardo Crosato 9  La macchina di von Neumann Lo schema di von Neumann prevede: una memoria centrale che contiene sia le istruzioni del programma che i dati da elaborare o che costituiranno il risultato dell’elaborazione una unità che effettua l’elaborazione (CPU, Central Processing Unit, Unità Centrale di Elaborazione) unità di INPUT per inserire in memoria dati e istruzioni unità di OUTPUT per comunicare all’esterno i risultati dell’elaborazione Lezioni di Informatica classe III - Prof. Riccardo Crosato 10  La macchina di von Neumann La CPU è composta da due blocchi: l’unità aritmetico logica (ALU, Arithmetic Logic Unit) che ha il compito di eseguire le operazioni l’unità di controllo (CU, Control Unit) che, ricevuta un’istruzione del programma, impartisce i comandi all’ALU e agli altri dispositivi L’esecuzione delle istruzioni è scandita da un orologio (clock) che, ad impulsi regolari, sincronizza tutte le operazioni. La frequenza di funzionamento è misurata in Hertz (1 Hz = 1 impulso in 1 secondo). Lezioni di Informatica classe III - Prof. Riccardo Crosato 11  Tipi di computer A seconda delle dimensioni, delle prestazioni e degli utilizzi, i computer si suddividono in: Personal Computer – elaboratori per uso individuale – varie tipologie e dimensioni: desktop, workstation, portatile, … Minicomputer – elaboratori di medie dimensioni – in grado di eseguire più compiti (multitasking) e servire più utenti (multiuser) Mainframe – sistemi di elaborazione complessi – supportano migliaia di utenti e sono utilizzati nelle grandi aziende Supercomputer – altissima velocità – architettura parallela – utilizzati nella ricerca, in campo militare, … Lezioni di Informatica classe III - Prof. Riccardo Crosato 12  Minicomputer Lezioni di Informatica classe III - Prof. Riccardo Crosato 13  Mainframe – Supercomputer (HPC) Lezioni di Informatica classe III - Prof. Riccardo Crosato 14  Personal Computer: due grandi famiglie PC Macintosh (Mac) – inventato da IBM (1981) – unico produttore (Apple) – vari produttori – basati su processori IBM – basati su processori basati PowerPC, oggi Intel sulla stessa architettura (Intel, – sistema operativo proprietario AMD) MacOS, derivato da sistemi – sistemi operativi Windows, Unix GNU/Linux Lezioni di Informatica classe III - Prof. Riccardo Crosato 15  Personal computer portatili Laptop o notebook (che stanno sulle ginocchia o si aprono a libretto): – ultra leggeri – sostituiscono i PC da tavolo (desktop replacement) – tablet (integrano un touchscreen), netbook (più piccoli e meno potenti di un notebook) Palmtop (che stanno sul palmo di una mano, PDA - Personal Digital Assistant): – dimensioni contenute – sistemi operativi Palm, Symbian, Apple iOS, BlackBerry, Windows, Linux, Android, … Smartphone: – cellulari dotati di funzionalità tipiche dei palmtop – hanno sostituito i palmtop Lezioni di Informatica classe III - Prof. Riccardo Crosato 16