Idoneità di Informatica: concetti base, sistemi di numerazione e algoritmi

IDONEITÀ DI INFORMATICA

DI
INFORMATICA
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min
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n
In - 0
1-,00
-R
V
×1501.

CAPITOLO: DEFINIZIONE DI INFORMATICA

informatica s. f. [dal fr. informatique, comp. di information) e (automatique
«informazione automatica», termine coniato da Ph. Dreyfus (1962)].
L'insieme dei vari aspetti scientifici e tecnici che sono specificamente applicati alla
raccolta e al trattamento dell'informazione e in particolare all'elaborazione
automatica dei dati, come sussidio e supporto alla documentazione, alla ricerca e
allo studio nei varî settori della scienza, della tecnica, delle attività economiche,
sociali, e anche pratiche: l'i. applicata alle scienze, al diritto (e alla documentazione
giuridica), alla medicina, alla linguistica, alla gestione aziendale, ecc. (anche, l'i.
giuridica, medica, linguistica, aziendale, ecc.).

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Driver
memoria flash
Driver Binder
(IPC)
Kernel
Linux
Driver
USB
Driver
tastiera
Driver
WiFi
Driver
audio
Gestione
alimentazione
Hardware

SISTEMA DI NUMERAZIONE BINARIA (bit- byte kbyte)

101
1
1010001110011003000
1001100101011
1001
011011000111010101

Bit, Byte, KiloByte, MegaByte,U. GigaByte, TeraByte: AIUTO!

altraSoluzione.com

INTRODUZIONE ai sistemi di numerazione

Un calcolatore riesce facilmente a comprendere esclusivamente una cosa semplicissima,
un passaggio di corrente di un circuito. (interruttore di una lampadina) ->il calcolatore
analizza le informazioni a velocità stratosferiche, quindi l'informazione deve essere certa.
Il bit è una cifra compresa tra 0 (circuito chiuso) e 1 (circuito aperto).
Nel sistema binario quando io conto da 0 a 1 e devo arrivare a 2 devo aggiungere una cifra
Il calcolatore così come le memorie del calcolatore può memorizzare solo 0 e 1.
una sequenza di bit può rappresentare numeri, caratteri, immagini ecc quindi
necessariamente per memorizzare un bit occorre un dispositivo che può assumere solo uno
dei due stati
-> Aumentando il numero di bit la capacità di calcolo è superiore.
SGL
SSL
libcFORTRAN STATEMENT

I buchini sono l'equivalente di 0 e 1 (buco chiuso equivale a 1, buchino chiuso equivale a 0).
Questo veniva letto da una macchina detta LETTORE A SCHEDE PERFORATE ->
macchina che faceva passare un nastro e aveva un rullo di metallo e dove cera il foro la
parte di metallo faceva contatto con la parte superiore (equivale allo 0) dove il foro non cera
non faceva contatto. (equivale a 1).

Funzionamento di un lettore a schede perforate

Spazzola metallica
Impulso
elettrico
9876543210
9876543210
Foro
Scheda perforata
Scheda perforata
Rullo metallico
Tensione
elettrica
(a)
(b)

• Funzionamento di un lettore a schede perforate (a).
  La scheda scorre verso sinistra, mossa da un rullo metallico (b).
  Quando un foro passa sopra il rullo, la spazzola lo attraversa e chiude un contatto
  elettrico.

Schede perforate -> dove c'era il foro faceva contatto con la scheda superiore (0) dove non
c'era (1)

• Il sistema magnetico -> hard disk, si usa la direzione del campo magnetico dove c'è
  una testina che va a registrare l'alta velocità, direziona il campo magnetico in un
  senso o in un altro.
• I dischi ottici -> con un laser foro lo strato di colorante, quindi prima rifletteva il
  raggio laser dopo non lo rifletteva più.

Sono tutti meccanismi nati per memorizzare bit.
Nel calcolatore maggiore e il numero di bit maggiore sarà la capacità di calcolo.

BYTE: unità di misura delle memorie

BYTE -> unità di misura delle memorie sia volatili che non volatili

• 8 bit di seguito fanno un byte
  Come si fa a calcolare quanti numeri posso contare con 8 bit?
  Esiste una regoletta:
  2 elevato alla 16 -> 256 combinazioni diverse
  Sono 256 e non 255 perché la calcolatrice te lo conta dall'1 ma le combinazioni sono da 0 a
  16 per calcolare in decimale il binario.

ESEMPI DI BYTE E STRUMENTI

• l'hard disk si misura in byte
• il processore ha un numero di bit che equivale a 2 byte
• la memoria si esprime in byteCon le potenze aggiungendo delle cifre non riusciamo ad arrivare a mille; in realtà I kilobyte
  è uguale a 1024 byte che è l'equivalente di 2 elevato alla 10 fa 1024-> NON E MILLE
  PERCHÉ NON SI RIESCE AD ARRIVARE A MILLE.
  Quando portiamo qualcosa dal mondo reale al mondo digitale usiamo la CONVERGENZA
  DIGITALE -> Tutto si trasforma in bit.
  Esiste un sistema di codifica che riesce a dare una interpretazione a quei bit sapendo cosa
  rappresentano -> ad ogni carattere viene passata una sequenza di 8 bit.
  NB: 1 carattere equivale ad un byte
  Quello che digitalizziamo è esattamente ciò che c'è nel mondo reale?
  50 fotogrammi al secondo non ci fanno l'idea di fotografia, ma vediamo qualcosa di fluido.
  Noi vediamo qualcosa di continuo, ma che sono cinquanta foto al secondo.
  Tutto ciò viene impacchettato in un sistema di codifica.
  Codifica husky -> quando io schiaccio un tasto corrisponde ad un numero di rame (numero
  binario).
  La codifica ci permette di comunicare in maniera umana.

Esempio di codifica

Cod Char
Byte
Cod. Char
Byte
Cod. Char
32
Spc
01000000
64
@
01100000
96
.
33
01000001
65
A
01100001
97
a
34
01000010
66
B
98
h
35
#
01000011
67
C
01100011
99
36
S
01000100
68
D
100
37
01000101
69
E
10
P
38
&
102
f
39
01000111
71
G
103
40
01001000
72
H
104
h
41
01001001
73
I
105
i
42
€
01001010
74
J
106
i
43
+
01001011
75
K
01101011
107
k
44
01001100
01101100
108
1
45
01001101
77
M
10
m
46
01001110
78
N
01101110
110
n
47
01001111
79
O
01101111
11
O
48
0
01010000
80
P
01110000
112
D
JOHN VON NEUMANN
John von Neumann (Budapest 1903 - Washington 1957) matematico - fisico -informatico
È considerato uno dei più grandi matematici della storia moderna e una delle personalità
scientifiche preminenti del XX secolo.
E' colui che ha dato le basi dell'architettura del computer e ne ha definito gli elementi
principali, attraverso la sua ARCHITETTURA.
--
01000110
70
F
01100110
01100111
01101000
01101001
01101010
76
L
01101101
19
01100010
01100100
01100101

Architettura di Von Neumann

CPU
Memory
Input and
output
Control bus
Address bus
System bus
1.CPU Unità centrale di elaborazione
(unità ALU e unità di controllo)
2.Unità di memoria RAM
Data bus
3.Unità di INPUT
4.BUS

CPU: processore

1. CPU -> processore
La particolarità di questa immagine è che è un sistema di Bass-> è un sistema dove
percorrono segnali in un senso e in un altro.
Significa che quella periferica (CPU) comunica con il database (dove vengono presi e
restituiti dati).

• ESEMPIO:
  Bisogna sommare due numeri -> i numeri sono in un certo indirizzo della memoria e la CPU
  ha una sola freccia che indica l'indirizzo e va a depositare il dato su quel bass e finisce nella
  memoria (doppia freccia)
  SISTEMA DI INDIRIZZAMENTO -> l'indirizzo è una sequenza di bit che poi avrà qualcosa
  da depositare o da prelevare.
  Il "postino" (processore) indirizza e deposita delle informazioni
  Data Bus-> è il bass dove passano le informazioni, a cui possono accedere anche input e
  output.

ALAN MATHISON TURING

Alan Mathison Turing è stato un matematico, logico, crittografo e filosofo britannico,
considerato uno dei padri dell'informatica e uno dei più grandi matematici del XX secolo
E l'inventore della macchina di Turing

Macchina di Turing

la macchina di Turing è formata da un'unità di controllo contenente un
programma con un numero finito di istruzioni, da un nastro di lunghezza
illimitata suddiviso in celle e da un'unità di lettura e scrittura sul nastro in
grado di spostarsi avanti e indietro di un numero qualsiasi di celle e di leggere
e scrivere in una qualsiasi delle celle un simbolo di un alfabeto prefissato.

LA SCHEDA MADRE

Scheda madre
Southbridge
Northbridge
Slot PCI
Slot AGP
Slot IDE
Slot Memoria DRAM
Alimentatore
Batteria CMOS
Ventola
della CPU
Socket della CPU
Connettori periferiche
(Tastiera e Mouse PS/2, Porta Seriale,
Porta Parallela, USB, Scheda Ethernet
Scheda Audio)
E la scheda che gestisce tutto e che si connette:

• al processore,
• al l'hard disk
• ci vanno montate le memorie

CPU: unità centrale

Ha delle caratteristiche

• marca del processore -> tra le più famose ci sono INTEL E AMD
• CORE -> ti dice quanti processori ci sono all'interno ce ne possono essere fino a 12
  (multiprocessore -> riesce a processare contemporaneamente più cose). Maggiore e
  il numero di core, migliori saranno del presentazioni
• numero di thread -> sottoclasse dei processori, ciascun processore puo fare piu cose
  contemporaneamente
• numero di bit -> maggiore è il numero di bit maggiore sarà la capacità di
  computazione
• dimensione della cache -> memoria ad altissima velocità
• frequenza di clock -> velocità con cui esegue le istruzioni

CPU: esempi di processori

CPU
(intel
Core™ i5
(intel)
XEON®
PLATINUM
inside
AMD
RYZEN
AMDEI
THREADRIPPER
PRO

Caratteristiche della CPU

Marca del processore: Intel, AMD
Tipo di processore:
Numero di Core: 1 -2- 4,- 6, ...
Numero di thred: 2-4 ....
Numero di bit: 8 - 16 -23 -64 ..
Dimensione della Cache: (in Mega byte) 4-6 ...
Frequenza di clock (in GHz): 2,4 - 3,4 - 3,7 - 4,6 ...

MEMORIE

Diversi tipi di memorie:

• PROM / BIOS -> prima memoria che interviene quando si accende il computer, il
  produttore che costruisce la scheda madre costruisce anche un software a
  bassissimo livello per la gestione di tutto ciò che c'è sulla scheda.
  E' quindi un software di base
• hard disk -> dove c'è installato il sistema operativo -> area di Bootstrap perchè è
  l'area in cui si avvia il sistema operativo -> memoria non volatile perché se spengo il
  computer il giorno dopo ritrovo esattamente quello che c'era prima
• memorie volatili -> RAM (random access memory) e più veloce del disco (quelli di
  oggi sono magnetici, molto più leggeri, non formati da materiali che si usurano,
  quindi se cade il computer mentre si lavora non succede nulla).
  I dischi a stato solido sono molto più veloci perché sono dei componenti elettronici dove ho
  un indirizzo dove ho l'informazione e quindi non c'è nulla di meccanico, l'informazione la
  scrivo e referico in maniera più rapida.
  MA se qualche cella di memoria si danneggia ha un sistema di correzione con delle
  celle di riserva ma l'indirizzamento si sposta perché c'è la cella danneggiata e
  l'informazione è persa.