Fondamenti di Informatica

17/09/19 1

Fondamenti di Informatica

Prof. Fenza Giuseppe

Fondamenti di Informatica

Presentazione del corso

•

Giuseppe Fenza

o

email:

gfenza@unisa.it

•

Ricevimento su appuntamento:

o

II Piano, Stanza n21, presso dipartimento

DISA-MIS

•

Pagina Web del corso:

o

http://docenti.unisa.it/021699/home

Fondamenti di Informatica

Presentazione del corso

•

CFU: 6

•

Durata: 36 ore

•

Testi di riferimento:

o Dennis P. Curtin, Kim Foley, Kunal Sen, Cathleen Morin -Informatica Di Base 5/Ed - Mcgraw-hill Luca Mari

•

Lucidi del corso:

o https://docenti.unisa.it/021699/risorse?categoria=335&risorsa=1 573

•

Esame: prova scritta e/o elettronica e colloquio

• Orario delle lezioni:

§

Classe H - PET

– Mercoledì 10.30

– Giovedì 12.30

Fondamenti di Informatica

Presentazione del corso

Argomenti Principali

• Digitalizzazione e Codifica

– Il processo di digitalizzazione – Rappresentazione binaria di

testo, numeri, immagini

– Conversioni di base dei numeri – Modulo e Segno e Complemento

Argomenti Principali

• Architettura di un Computer

– CPU

– Bus

– Memorie

– Periferiche

Argomenti Principali

• Sistema Operativo

– Gestione della Memoria

– Gestione dei Processi

– Gestione del File System

– Gestione I/O

Argomenti Principali

• Organizzazione delle informazioni

attraverso database

Argomenti Principali

• Fondamenti di Programmazione

– Computational Thinking

– Flow-chart

Prova d’Esame

• Domande

– La maggior parte a risposta singola

– UNA domanda a risposta aperta

• Esercizi

– Conversioni di base

– Interrogazioni SQL

– Diagrammi flow-chart

17/09/19 11

Fondamenti di Informatica

Prof. Giuseppe Fenza

Lezione 1: Nozioni di Base e Rappresentazione delle Informazioni (Introduzione)

[Sez:1.1,1.2,1.3 (Leggere da 1.4 a 1.9)]

Introduzione a nozioni successive

Argomenti di Oggi

• Nozioni di Base

• Cos’è l’Informatica e l’ICT

• Dati vs Informazioni

• Rappresentazione ed Elaborazione

• Algoritmo

• Computer

• Sistema Informatico

• Il Software

Che cos’è l’INFORMATICA?

INFORMATICA deriva dalla fusione di INFORmazione

autoMATICA.

L’Informatica è la Scienza della Rappresentazione e dell’Elaborazione dell’Informazione

Insieme dei processi e delle tecnologie che rendono possibile la creazione, la raccolta, l’elaborazione,

l’immagazzinamento e la trasmissione dell’informazione con metodi automatici

Che cos è l’INFORMATICA?

L’Informatica pervade la maggior parte delle attività umane

telecomunicazioni

Medicina

…essa nasce ben prima dell’invenzione del computer

Numeriche

Pubblica Amministrazione

Information and Communication Technology (I.C.T.)

ITA: Tecnologia dell'Informazione e della Comunicazione (T.I.C.)

È la tecnologia ma anche lo studio, la progettazione degli strumenti a

supporto dell’informatica sia per quanto riguarda le applicazioni software

che per i componenti hardware.

Nell’ ICT si fondono differenti componenti, quali la computer technology, le

telecomunicazioni, l’elettronica e i media.

Esempi in tal senso sono rappresentati dai PC, internet, telefonia mobile, TV

satellitare, Digitale Terrestre, sistemi di pagamento elettronico, etc.

La ICT ha finito con il legare sempre più la componente Information

Technology (IT) con quella relativa alla Communication Technology.

Con l’avvento e la diffusione delle tecnologie a rete, la componente relativa alle comunicazioni ha assunto sempre più maggiore rilevanza e l’informazione ha finito con il perdere quella caratteristica rappresentata dall’elaborazione su macchine stand alone per divenire una componente condivisa con altre macchine di una rete (sia LAN che quella globale di internet).

Che cos’è l’INFORMATICA?

•

Le

I.C.T.

trattano l’

INFORMAZIONE

con l’aiuto del computer e delle

tecnologie connesse

–

Strumenti e

–

Metodi per

CREARE

RAPPRESENTARE

CONSERVARE

ELABORARE

TRASMETTERE

Dati e Informazioni

Dati e Informazioni

•

INFORMAZIONE: La Montagna Sacra (Ayers

Rock o Uluru in Australia)

Dati e Informazioni

–

Dato

Il dato è una rappresentazione originaria e non

interpretata di un fenomeno. Come esempio un numero composto di 10 cifre, la temperatura ambiente, i dati

anagrafici, un’immagine, un filmato, un articolo di legge,…

–

Informazione=dato+significato

l’informazione è l’insieme di uno o più dati, memorizzati, classificati, organizzati, messi in relazione o interpretati nell’ambito di un contesto in modo da avere un significato. Come esempio il curriculum di uno studente, l’andamento temporale delle temperature ambiente, il grafico

giornaliero dell’inquinamento di CO in una determinata strada, …

Dati e Informazioni

Dati

I dati sono la materia prima dell‘informazione. Tipi di dati

- Dati semplici: numeri, caratteri, date

- Dati complessi: immagini, grafici, filmati, suoni,

animazioni Origine

- Dati Primitivi: data di nascita, movimenti - Dati calcolati: età, saldo contabile

La gestione dei dati complessi è resa possibile dalla potenza raggiunta dagli eleboratori

Dati e Informazioni

Il dato diventa informazione nel momento in cui è comunicato/recepito al fine di una utilità pratica.

Ovvero il dato o un insieme di dati che assumono un significato diventano informazione.

Si può affermare che i dati sono la materia prima nel processo di formazione delle informazioni.

Ma le informazioni prodotte possono essere poi dati base in un altro processo di formazione di altre informazioni ancora più aggregate.

Dati e Informazioni

Informazione, aspetti fondamentali:

-Utilità

-Emittente/ricevente -Linguaggio

-Canale (mezzo che offre il supporto fisico alla trasmissione) -Supporto (di memorizzazione)

Dati e Informazioni

l I dati sono semplicemente un insieme di valori, una

versione “grezza” dell’informazione

l Le ICT elaborano dati grezzi per ottenere

informazioni significative.

– Ad esempio, un singolo voto in una materia è un dato “grezzo”

non è cioè significativo per definire il profitto di uno studente

in quella materia.

– A fine quadrimestre, il voto finale in una determinata materia,

ottenuto facendo una qualche elaborazione dei dati di partenza (i singoli voti che lo studente ha avuto in tutto l’anno in quella

materia) è invece un’informazione significativa, che "informa" sul livello di preparazione dello studente.

Dati e Informazioni

l Le ICT memorizzano le informazioni e le utilizzano

come dati per calcolare ulteriori informazioni

– L’insieme di tutti i voti finali in tutte le materie fornisce l’informazione sul livello di preparazione dello studente. l Le ICT organizzano e gestiscono le informazioni

– I voti finali di tutti gli studenti di una classe possono essere

confrontati tra di loro, in modo da fornire l’informazione

sull’andamento di tutta una classe e il livello raggiunto da ogni

Rappresentazione ed

Elaborazione

La Rappresentazione

• Una rappresentazione è una relazione tra entità. • Un oggetto (rappresentante) rappresenta un altro

oggetto (rappresentato), se il primo viene usato al posto del secondo in un determinato contesto.

• Motivazioni

– Finalità: si usa una rappresentazione perché si ha uno scopo.

– Vincoli: si usa una rappresentazione perché occorre soddisfare dei vincoli.

• Uno stesso oggetto può essere rappresentato da più rappresentanti, che si diversificano per lo scopo e i vincoli da soddisfare.

La Rappresentazione

sostanzialmente in due modi:

Analogico: modalità basata sull’impiego di dispositivi che

realizzano una grandezza fisica che può variare in modo continuo (per esempio una tensione elettrica); esiste

un’analogia diretta tra i valori della grandezza adottata e i dati da rappresentare. Tuttavia il rumore impedisce una precisione infinita nella valutazione di una variabile fisica. In figura è mostrato un esempio di segnale analogico.

La Rappresentazione

Digitale: modalità con la quale ogni dato viene codificato

impiegando entità distinte individualmente, discrete e organizzate in modo opportuno (per es. cifre numeriche); digit = cifra. Un segnale digitale può assumere due stati logici: alto o basso. Di conseguenza l’immunità al rumore è più alta perché l’informazione è legata al livello alto o basso di un segnale e non alla sua forma esatta. In definitiva, nel caso di rappresentazione dei dati in maniera digitale, occorre distinguere semplicemente se il segnale è al livello logico alto o basso e non il suo valore preciso.

Livelli di rappresentazione

• L’informazione può essere rappresentata a

diversi livelli.

• Un livello di rappresentazione alto è più vicino

all’interpretazione umana.

• Un livello di rappresentazione basso è più

vicino al sistema di elaborazione.

Definizione di Algoritmo

Informalmente: Un algoritmo è una sequenza di passi che portano alla realizzazione di un compito

Un Algoritmo per fare il Caffe 1. Prendi la Moka dalla credenza 2. Svita il Serbatoio

3. Riempi il serbatoio di acqua 4. Riempi il filtro con il caffe

Definizione di Algoritmo

1. Input 2. Output

4. Finitezza della sequenza Una definizione più precisa:

3. Istruzioni Definite

Un

algoritmo è una sequenza finita di istruzioni che,

quando eseguite, svolgono un ben determinato

compito.

Gli elementi fondamentali di ogni algoritmo sono:

Linguaggi di Programmazione

ØAssembler

ØFORTRAN e COBOL

ØALGOL 60

Pascal, C, Ada,… ØLISP e PROLOG

Cos’è un computer

equipaggiato con gli opportuni dispositivi elettronici

(Hardware) e programmi (Software), è in grado di svolgere i più disparati lavori prevalentemente di tipo intellettivo:

Cos’è un computer

• Elaboratore Elettronico Digitale

o elaboratore: macchina in grado di rappresentare ed

elaborare dati in base ad una serie di istruzioni, ovvero un software, formulate e memorizzate in modo tale da poter essere eseguite automaticamente

o elettronico: indica che il computer utilizza componenti

elettronici

o digitale: indica che il computer elabora e memorizza

informazioni rappresentate mediante i due simboli (digit) della numerazione binaria: 0 e 1. Con queste due cifre, usate in combinazioni diverse, si possono rappresentare tutti i dati (e.g. parole, numeri, immagini, filmati, etc.)

Elaborare le informazioni: un ciclo

Cos’è un Sistema

•

Insieme di parti correlate tra loro che

operano in maniera congiunta per

svolgere una specifica funzione

Cos’è un Sistema

Possiamo definire sistema, nella sua accezione più generica, un insieme di entità connesse tramite reciproche relazioni, che

interagiscono attraverso processi, in genere per il

raggiungimento di un obiettivo

Realtà di tipo complesso che presenta le seguenti

caratteristiche:

• L’essere costituita da un insieme di elementi identificabili

separatamente;

• Il manifestarsi di interazioni significative tra gli elementi

costituenti il sistema stesso;

• La presenza di obiettivi o finalità che orientano il

Il computer come sistema

Il computer è un sistema perché

costituito da un insieme di

componenti che opportunamente

Il sistema informativo

•

Insieme di dati e informazioni strutturati per

soddisfare le esigenze conoscitive interne ed

esterne all’azienda.

•

Complesso

di

procedure,

metodologie

e

procedimenti, per la realizzazione e la trasmissione

dei flussi informativi.

Il sistema informativo

Il Sistema Informativo si configura come un insieme di elementi, anche molto diversi tra loro, che raccolgono, elaborano, scambiano e archiviano dati con lo scopo di produrre e distribuire le informazioni alle persone che ne hanno bisogno, nel momento in cui ne hanno bisogno, nel luogo in cui ne hanno bisogno e nel formato più utile al loro utilizzo.

Il sistema informativo

•

Il

sistema informativo aziendale (SIA)

è l'insieme

delle infrastrutture, delle procedure organizzative e

delle risorse umane finalizzati alla gestione delle

informazioni prodotte, utilizzate e condivise da

un'azienda

durante

l'esecuzione

dei

processi

aziendali.

Il sistema informativo

E’ un insieme di informazioni che subiscono processi di

memorizzazione ed elaborazione da parte di

un’organizzazione che persegue i propri fini.

E’ costituito da più elementi: dati, procedure, mezzi, persone, ecc. tra cui avvengono interazioni determinanti ai fini del conseguimento degli obiettivi del sistema, che possiamo indicare nella produzione delle informazioni.

In un accezione più estesa, poiché il Sistema Informativo è anche un insieme di risorse organizzate per conseguire specifici obiettivi, possiamo parlare di Sistema Organizzativo.

Le risorse

del sistema informativo

•

Elaboratori elettronici

– ed altre attrezzature di ausilio per il trattamento dei dati.

•

Risorse metodologiche

•

Risorse umane

Verso il sistema informatico

•

Prima dell'introduzione degli elaboratori

elettronici, le attività venivano gestite con

metodi manuali e supporti cartacei.

•

L’introduzione delle ICT ha permesso:

–

di accelerare l'esecuzione delle operazioni

attraverso procedure automatiche;

–

di pensare ad una razionalizzazione interna

all’azienda.

Sistema informatico

…in cui le informazioni sono raccolte, elaborate e scambiate…

…utilizzando Tecnologie per l’Informazione e la Comunicazione (ICT)

E’ quella porzione del sistema informativo direttamente supportata dalle tecnologie dell’informazione e della comunicazione

•

Hardware: indica la

struttura

fisica

dei dispositivi, costituita di

norma da componenti elettronici

che svolgono specifiche funzioni

nel trattamento e nella

trasmissione delle informazioni

•

Software: indica il

livello logico

,

cioè l’insieme delle istruzioni che

consentono all’hardware di

svolgere i propri compiti

Esempi

Sistemi Informativi e organizzativi:

Azienda manifatturiera, una banca, un ospedale, un ente pubblico, una scuola, uno studio professionale, una famiglia, una singola persona, …

Sistemi informatici:

Il sistema finanziario di un’azienda, di un Comune, di un Ospedale,… Il sistema di gestione della popolazione (l’anagrafe e l’elettorale) di un Comune.

Il sistema automatizzato di gestione dei clienti di una Studio Professionale. La segreteria di una scuola, dell’Università.

Il sistema di gestione presenze di un’azienda. Lo stesso Personal Computer

Il Software

•

Software di Base (Sistema Operativo)

•

Software Applicativo (Office Automation)

•

Software di Sviluppo (Ambiente di

Programmazione)

•

Interpretare ed eseguire comandi

elementari e tradurre i comandi degli

applicativi in operazioni della macchina

•

Organizzare la struttura della memoria di

massa

•

Ripartire le risorse del sistema tra gli

utenti.

(Multiuser – Multitasking)

Software di Base

• Per Sistema Operativo si intende quell’insieme di programmi per la gestione delle risorse di un computer, permettendo ad un utente di interfacciarsi con esso.

• Compito principale del sistema operativo è quindi quello di permettere all'utente, umano o no, di interagire direttamente con la macchina.

• Solitamente un sistema operativo mette a disposizione dell'utente un'interfaccia software (testuale o grafica) per accedere alle risorse del sistema (memorie, dispositivi di I/O, …).

• Il sistema operativo è sempre attivo dal momento in cui viene caricato dalla macchina fino suo allo spegnimento.

• Alcuni S.O.: MS DOS, Windows 95, 98, ME, XP, Vista, Seven della Microsoft, Mac OS, Unix, Linux, AIX

Software di Base

• Multitasking: la capacità di un S.O. di far eseguire più processi contemporaneamente. Ad esempio negli intervalli di tempo in cui alcuni processi non utilizzano la CPU, il S.O. può far eseguire alla CPU un altro processo.

• Multiutenza: è il passo successivo al multitasking; con la multiutenza il computer può dare “udienza” a più utenti, ovvero eseguire comandi e programmi di più utenti contemporaneamente. Ciò viene effettuato col metodo del time-sharing (a condivisione di tempo) ovvero l’utilizzo della CPU viene suddiviso in intervalli di tempo assegnati ad ogni utente e ad ogni processo. Per l’utente tutto ciò è trasparente, non si rende conto che la macchina lavora anche per altri utenti.

Software di Base

Il S.O. è composto da un insieme di programmi. Da un punto di vista architetturale e di macro funzioni, possiamo

individuare:

Kernel: è il modulo più interno; è il cuore del S.O. che svolge le funzioni di base per tutto il S.O. e tiene sempre il controllo della macchina. Ad esempio se un programma applicativo dovesse per diversi motivi bloccarsi o andare in “loop”, il

Kernel, che tiene sempre il controllo della macchina, dopo un intervallo di tempo, interromperà il programma che ha

generato il blocco. Ovvero nessun programma applicativo dovrà prendere il possesso della macchina

al 100%.

Software di Base

Interfaccia utente: è quell’insieme di programmi che permettono all’utente di disporre delle risorse della macchina a cui sono abilitati. L’interfaccia può essere testuale o grafica (visuale). Spesso si utilizza il termine di “shell di programmi”.

Gestione del File System: è il modo attraverso il quale il S.O. organizza e memorizza i dati (file) nella memoria di massa. In ambiente Windows il file system più utilizzati sono FAT32 e NTFS.

Altri moduli del S.O. sono lo spooler, lo scheduler, l’interprete dei comandi, …

Software di Base

•

Sistemi di Videoscrittura

•

Fogli Elettronici

•

Sistemi per la gestione di DataBase

•

Ipertesti

•

Browser

(1) Il sistema operativo gestisce l’hardware.

(2) I programmi applicativi svolgono le operazioni.

Sistema operativo e applicazioni

Software di Sviluppo

Ambiente di Programmazione

Per Scrivere fisicamente il programma

Traduce i programmi in codice oggetto, eseguibile dal

calcolatore

Collega diversi moduli di un programma, e le cosiddette librerie, producendo il vero e

proprio eseguibile Permette di interrompere

l’esecuzione del programma dopo ogni istruzione per correggere

L’informatica nel commercio

e nell’industria

• Elaborazione delle transazioni • Telelavoro

• Analisi Finanziarie

• Gestione della conoscenza • Editoria elettronica

• Commercio elettronico • Progettazione (CAD) • Fabbricazione (CAM)

L’informatica in casa e nel tempo

libero

• Cataloghi per la vendita • Materiali di consultazione

• Acquisti a domicilio • Operazioni bancarie • Giochi

L’informatica in casa e nel tempo libero

• Building automation • Energy management

L’informatica nella scuola

e nella formazione

Direzione

dell’evoluzione tecnologica

L’informatica nel mondo

dello spettacolo e dell’arte

• Cinema • Musica • Sport

• Danza e

motion capture

L’informatica nei settori

della scienza

Intelligenza artificiale

Il termine hardware indica

A.L’insieme delle componenti fisiche del computer: scatola, schede, circuiti elettronici, memorie di massa, dispositivi di output, periferiche varie di input.

B.L’architettura logica del computer.

C.Il sistema operativo che controlla tutte le operazioni di base, consentendo il funzionamento del software.

D.Il modello di architettura che stiamo utilizzando

Esempio di Domanda

Cos’è un algoritmo

A.Un algoritmo è una sequenza di passi che portano alla realizzazione di un compito.

B.L’insieme dei programmi e delle componenti fisiche del computer.

C.Solamente il sistema operativo che controlla tutte le operazioni di base, consentendo il funzionamento

dell’hardware.