Informatica

Lezione 1

Scienze e tecniche psicologiche dello sviluppo e dell'educazioneAnno accademico: 2005-2006

Docente

Jeremy Sprostonsproston@di.unito.itTelefono: 0116706772Ufficio 33, Dipartimento di Informatica, Corso Svizzera 185 (entrata: via Pessinetto 12)Ore di ricevimento: Mercoledì 10:00 – 12:00Sito web: http://www.di.unito.it/~sproston/

Orario

Parte teorica - dal 26/09/05 al 15/11/05: Lunedì 9:00 – 11:00, Aula 10 Martedì 16:00 – 18:00, Aula 10

La lezione di Martedì  15/11/05 si terrà dalle 9.00 alle 11.00 in Aula 10

Parte applicativa - dal 21/11/05: Gli studenti i cui cognomi iniziano con la lettera

A fino alla lettera L (inclusi): Lunedì 9:00 – 11:00, Aula 9 informatica

Gli studenti i cui cognomi iniziano con la lettera M fino alla lettera Z (inclusi): Martedì 9:00 – 11:00, Aula 9 informatica

Testi consigliati

Testo principale: L. Console, M. Ribaudo, U. Avalle. Introduzione

all'informatica (3 ed), UTET libreria, Torino, 2004

Altri testi: D. Curtin, K. Foley, K. Sen, C. Morin.

Informatica di base (2 ed), McGraw-Hill, 2002 Oppure: D. Curtin, K. Foley, K. Sen, C. Morin.

Informatica di base (3 ed), McGraw-Hill, 2005

Sito web

Sito web del corso:

http://www.di.unito.it/~sproston/Psicologia/0506/psi0506.html

I lucidi del corso, esercizi, esiti degli esami scritti, e altri materiale saranno disponibile al sito web

Obiettivi del corso

Un’introduzione generale all'informatica ed all'uso dei calcolatori Una parte generale sull'introduzione dei

concetti di base dell'informatica e dell'utilizzo dei computer (“parte teorica”)

Una seconda parte sull'uso di programmi e pacchetti applicativi per la gestione dei file, l'elaborazione di testi, di creazione di presentazioni, fogli elettronici, navigazione nella rete Internet, ecc. (“parte applicativa”)

Parte teorica

Introduzione ai concetti di base degli elaboratori elettronici e dell'informaticaL'informazione (testo, numeri, immagini, suoni, ecc.) e la sua rappresentazione digitaleArchitettura dell’hardware dell'elaboratoreIl software Reti di calcolatori: reti locali, reti geografiche (Internet e sue applicazioni)

Parte applicativa

Gestione dei filePresentazione di programmi applicativi per l'elaborazione di testi, presentazione di fogli elettronici, navigazione nella rete InternetEsercitazioni (utilizzo di programmi applicativi)

Informatica

L'informazione: la sua codifica; le tecniche per raccoglierla, memorizzarla, distribuirla, trasformarla, ...Il computer: il suo funzionamento, le possibilità che offre per la trasformazione dell’informazione, le tecniche di utilizzo ...La comunicazione: tra computer, tra persone (mediata dal computer)

Informatica:la scienza della rappresentazione e dell'elaborazione dell'informazione

Hardware S oftware

C om pu te r

Hardware

Struttura fisica (architettura) del calcolatore formata da parti meccaniche, elettriche, elettroniche

Software

Componente del calcolatore costituita dai: Programmi di base per la gestione del

sistema Programmi applicativi per l’uso del

sistema (possono usare i programmi di base)

Hardware S oftware

C om pu te r

Hardware: architettura dei computer (in breve)

In un computer possiamo distinguere quattro unità funzionali: Il processore La memoria principale La memoria secondaria I dispositivi di input (inserimento)/output

(restituzione di risultati)

Il processore e la memoria principale costituiscono l’unità centrale del computer

Componenti principali di un computer

Processore

Stampante

Periferiche di input/outputMemoria secondaria(o di massa)

Unità centraleMemoria principale

Tasteria e monitor

L’uso dell’informazione

Un computer deve: Memorizzare l’informazione

Usando la memoria principale/secondaria Elaborare l’informazione

Usando il processore Fare l’input/output dell’informazione

Usando i dispositivi di input/output

Tipi di informazioneEsistono vari tipi di informazione, di natura e forma diversa, così come rappresentazioni diverse della stessa informazione

La scelta della rappresentazione è in genere vincolata al tipo di utilizzo ed al tipo di operazioni che devono essere fatte sulle informazione stesse

Tipi di informazione

Il computer memorizza ed elabora informazioni che devono essere rappresentate in una forma gestibileRappresentazione digitale

Tipi di informazione

Mondo esterno

informazione rappresentazione digitale

codifica

decodifica

Computer: memorizzazione, elaborazione

Rappresentazione digitale = rappresentazione binaria

L’entità minima di informazione che possiamo trovare all’interno di un elaboratore prende il nome di bit Binary digit – cifra binaria Un bit può assumere due valori

Rappresentazione binaria Solo due simboli (0 e 1)

Perché la rappresentazione binaria?

Le informazioni rappresentate nel sistema binario possono essere elaborate secondo vari criteri e con vari strumenti

Perché la rappresentazione binaria?

I due simboli (0 e 1) possono essere rappresentate da: Due stati di

polarizzazione di una sostanza magnetizzabile

Due stati di carica elettrica di una sostanza

…

Perché la rappresentazione binaria?

I due simboli (0 e 1) possono essere rappresentate da: … Al passaggio/non

passaggio di corrente attraverso un cavo conduttore

Al passaggio/non passaggio di luce attraverso un cavo ottico

Codifica dell’informazione

Per poter rappresentare un numero maggiore di informazione si usano sequenze di bitPer esempio, per rappresentare quattro informazioni diverse possiamo utilizzare due bit che ci permettono di ottenere quattro configurazione distinte

00 01 10 11

Il processo secondo cui si fa corrispondere ad un’informazione una sequenze di bit prende il nome codifica dell’informazione

Codifica binaria

Esempio: un esame può avere quattro possibili esiti: ottimo, discreto, sufficiente, insufficienteCodifico (due bit): ottimo con 00 discreto con 01 sufficiente con 10 insufficiente con 11

Codifica binaria

Esempio: otto colori: nero, rosso, blu, giallo, verde, viola, grigio, arancioneCodifico (tre bit): nero con 000 rosso con 001 blu con 010 giallo con 011 verde con 100 viola con 101 grigio con 110 arancione con 111

Codifica binaria

Con 2 bit si codificano 4 informazioni (22)Con 3 bit si codificano 8 informazioni (23)… Con N bit si possono codificare 2N informazioni differenti

Codifica binaria

Se il problema è quello di dover rappresentare M informazioni differenti si deve selezionare il numero di N bit in modo tale che

2N >= MEsempio: per rappresentare 40 informazioni differenti devo utilizzare 6 bit perché

26 = 64 5 bit non sono sufficienti perché 25 = 32

Codifica binaria

Esiste una particolare aggregazione di bit che è costituita da 8 bit (28 = 256 informazioni) e prende il nome di byteDi solito si usano i multipli del byte

Kilo KB 210 (~ un migliaio, 1024 byte)

Mega MB 220 (~ un milione, 1KB x 1024 byte)

Giga GB 230 (~ un milliardo, 1MB x 1024 byte)

Tera TB 240 (~ mille miliardi, 1GB x 1024 byte)

Codifica dei caratteri

Alfabeto anglosassone Lettere maiuscole e minuscole Cifre numeriche (0, 1, 2, …, 9) Simboli di punteggiatura (, . ; : ! “ ? …) Segni matematici (+, -, {, [, >, …) Caratteri nazionali (à, è, ì, ò, ù, ç, ñ, ö, …)

può essere codificato usando un byte (220 caratteri circa)Il metodo di codifica più diffuso tra i produttori di hardware e di software prende il nome ASCII (American Standard Code for Information Interchange)

Codifica dei caratteri (ASCII)

ASCII Simbolo

00000000 NUL (spazio bianco)

… …

00111110 >

00111111 ?

01000000 @

01000001 A

01000010 B

01000011 C

… …

Codifica delle parole

Parole sono sequenze di caratteriCodifica della parole cane

01100011 01100001 01101110 01100101

c a n e

Il problema inverso: data una sequenza di bit, il testo che essa codifica può essere ottenuto nel modo seguente: si divide la sequenza in gruppi di otto bit

(byte) si determina il carattere corrispondente ad

ogni byte

Codifica dei caratteri

Abbiamo considerato il codice: ASCII: 8 bit per carattere

Un’altro codice: UNICODE, 16 bit per carattere (ASCII

+ caratteri etnici) Microsoft Windows usa un codice

proprietario a 16 bit per carattere, simile ad UNICODE

Codifica delle immagini

Suddividiamo l’immagine mediante una griglia formatada righe orizzontali e verticali a distanza costante

Codifica delle immaginiOgni quadratino derivante da tale suddivisione prende il nome di pixel (picture element) e può essere codificato in binario secondo la seguente convenzione: Il simbolo “0” viene utilizzato per la codifica

di un pixel corrispondente ad un quadratino in cui il bianco è predominante

Il simbolo “1” viene utilizzato per la codifica di un pixel corrispondente ad un quadratino in cui il nero è predominante

Codifica delle immagini

0 0 0 1 0 0 0 0 0 00 0 1 1 1 0 0 0 0 00 0 1 1 1 1 1 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Codifica delle immagini

0 0 0 1 0 0 0 0 0 00 0 1 1 1 0 0 0 0 00 0 1 1 1 1 1 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Poiché una sequenza di bit è lineare, è necessario definireconvenzioni per ordinare la griglia dei pixel in una sequenza. Assumiamo che i pixel siano ordinati dal bassoverso l’alto e da sinistra verso destra0000000000 0011111000 0011100000 0001000000

Codifica delle immagini

Non sempre il cortorno della figura coincide con le linee della griglia. Quella che si ottiene nella codifica è un’approssimazione della figura originaria

Se riconvertiamo la sequenza di stringhe0000000000 0011111000 0011100000 0001000000in immagine otteniamo

Codifica delle immagini

La rappresentazione sarà più fedele all’aumentaredel numero di pixel, ossia al diminuire delle dimensioni dei quadratini della griglia in cui è suddivisa l’immagine