Informatica e statistica: aritmetica binaria, hardware e fondamenti

Informatica

Aritmetica binaria

Aritmetica binaria · Per calcolare il valore decimale di un numero binario bisogna sommare le potenze in base alla posizione e al valore del numero binario Es: 1 1 0 0 1 = 25 questo perché: - le potenze di 2 sono 16 8 4 2 1 e la somma di 16*1+8*1+0*4+0*2+1*1 = 25 . Con N cifre in base b si possono rappresentare b^N simboli . Con base 2 e N cifre quindi 2^N simboli

ICT

ICT italiano si può approssimare con che vale Kilo mille 210 1.024 Mega milione 220 1.048.576 Giga miliardo 230 1.073.741.824 Tera biliardo (1000 miliardi) 240 1.099.511.627.776 Peta milione di miliardi 250 1.125.899.906.842.620

• Il BIT è la più piccola quantità di informazione, non divisibile, memorizzabile su un calcolatore, può assumere il valore 0 o 1
• Il BYTE è un insieme di 8 bit ed è la quantità di dati minima accessibile da un programma
• Per caratteri oltre alla sequenza binaria ci vuole una tabella di conversione, la più famosa è la ASCII
• DEFAULT è un valore che può assumere diverse caratteristiche da utilizzare in assenza di indicazioni

Hardware

• Apparati, parti fisiche e componenti elettronici di un elaboratore
• Componenti fondamentali:
  • CPU unità di elaborazione centrale " Parte centrale il cuore o il cervello del calcolatore · Composta da circuiti stampati miniaturizzati· Agisce operazioni semplici e atomiche come somme, sottrazioni e movimentazione di dati tra celle di memoria · Operazioni che sono eseguite in tempi brevissimi ed eseguite sequenzialmente · Operatività quantificato in tempo macchina · Condiviso tra le attività del sistema operativo · Suddiviso in unità fondamentali e assegnato con opportune strategie ai singoli processi software e periferiche i/o · Prestazioni in velocità esempio 2.2Ghz =4.400.000.00 op al secondo Architettura può essere a monoprocessore o multiprocessore (dual core o quad core)
  • Memoria centrale (RAM volatile) · Usato dalla CPU per operazioni · Prevedono che il dato: · Portato da memoria di massa alla RAM riservata la processo software in esecuzione · Portato n aree di memoria centrale riservate alla CPU · Utilizzato dalla CPU · Riportato indietro una volta terminata l'operazione · Suddivisa in · Ai processi · Al sistema operativo Dimensione che si estendere tramite memoria virtuale · Esigenza: memorizzare informazioni numeriche sequenze di 0 e 1 · Implementazione: apparato che sia in grado di rappresentare due modi di essere Realizzazione: sistemi che tramite un circuito ed un campo elettrico possano rappresentare due stati fisici es. Valori di tensione
  • Sistema di archiviazione persistente (memoria di massa HD) " Dischi: hard disk · Nastri Memorie a stato solido ( pen drive) per il salvataggio veloce e il trasporto dei dati · CD e DVD (supporti ottici di sola lettura)
  • Sistema di periferiche input/output " Tutti gli apparati collegati al calcolatore che possono ricevere dall'esterno (input) · Mandare informazioni verso l'esterno (output)· Funzionamento dispositivi input: · Lavorano sotto il controllo del processore e in attesa di un evento dall'esterno · Utente usa un dispositivo di input con un comando, dispositivo traduce e registra il comando e manda un segnale di interrupt al processore · La cpu esegue il controllo dei dispositivi e se si accorge che uno ha mandato il segnale di interrupt si mette in comunicazione al fine di ricevere il comando, sospende qualsiasi operazione per assecondare il comando per poi riprendere successivamente · Come dispositivo input principale la tastiera · Funzionamento dispositivi output: · Lavorano sotto controllo della CPU · La cpu decide quale attività deve essere eseguita, in quale sequenza e in che modo · I dispositivi di output comunicano con il processore avvertendolo ogni volta finita un'attività e rendendosi disponibili ad eseguirne una nuova · Come output c'è il video o Visualizzazione dei dati inseriti in input o Video = matrice di pixel o Maggiore il numero di pixel e maggiore è la risoluzione del video o I primi video sono alfanumerici ASCII o Video grafici quelli moderni

Software

Statistica

Introduzione alla Statistica

• Statistica usata per descrivere dati, determinare relazioni tra variabili
• Stabilire differenze tra gruppi
• Le tecniche di campionamento permettono o limitano inferenze (generalizzazione dei risultati osservati nel campione)
• Problema etico: oggettività della valutazione che può essere lontana della realtà
• Il concetto del modello: costruzione del modello che rappresenta l'idea della realtà
• Semplificare e non banalizzare, processo complesso di applicazione di alcuni algoritmi quindi semplificare la realtà e non di banalizzarla
• Applicazioni nello sport:
  • Grandissima quantità di dati
  • Sovraccarico di informazioni
  • Sport scenario ideale per gli strumenti e tecniche d'analisi in grado di produrre modelli descrittivi e inferenziale
  • Identificazioni di qualsiasi dettaglio e riduzione dell'errore
• Tecniche di analisi statistica dello sport Tanti dati che a volte non vengono elaborati e quindi sepolti
• Data mining:
  • Strumenti e tecniche mirate all'estrazione di conoscenza da grandi quantità di dato
  • Trovare modelli e relazioni nei dati che portano nuove conoscenze
  • Che si traducono in fattori preditivi di risultati futuri

Dati, Misurazioni e Variabili

• Raccolta dati
  • Tipologia: Misurazione o conteggio degli elementi
  • Criteri e precauzioni e completezza e accuratezza delle info raccolte
• Quali e quanti dati Censimento popolazione
• Campione rappresentativo popolazione
• Obiettivo fuoco
• Recuperare informazioni " Identificare termini, concetti e definizioni
• Formato dei dati
• Presentazioni dei dati:
  • Tabelle: · Presentazione dei dai in modo sintetico · Dati significativi e non ambigui Titolo Finestra di dialogo Colonne e colonna madre Note Testata Fonte di provenienza dei dati (opzionale)
  • Grafici: · Visualizzazione frequenza Illustrazione immediata dei dati · Dati significativi e non ambigui
• Strumenti di misurazione statistica
  • Media aritmetica semplice x n n ΣΧ; i=1 · Rappresenta il fenomeno osservato Si colloca tra i valori centrali
  • Media aritmetica ponderata M a, pond n Exif, i=1 n Σί, i=1 · Quantità di dati con distribuzione di frequenze · Ad ogni valore di x si associa un peso f rappresentato da frequenza o importanza
  • Moda · Modalità di massima frequenza cioè il valore che compare di più Unimodale se ammette un solo valore, bimodale se ne ammette due ecc.
  • Mediana Il valore che si colloca in mezzo alla sequenza - (N+1) /2 · Se n disparì dato centrale · Se n pari è la media dei due valori che separano gli n valori · Bipartisce la distribuzione in due sotto-distribuzioni
  • Scarto o deviazione " Sottrazione tra il valore di una singola osservazione meno il valore di una media · Valuta incertezza della stima con differenza dalla media
  • Scarto quadratico o deviazione standard 2 I'MS X1 - X 0 = - n o · Dispersione dei dati intorno al valore atteso · Incertezza attraverso una media dei singoli scarti
  • Valori percentuali
• Tipi di variabili statistiche
  • Tipi di analisi: · Analisi monovariata · Analisi bivariata · Analisi multivariata
  • Variabili nominali Stati finiti in cui la variabile passa da uno stato ad un altro quindi non ordinabile (stato discreto) · Relazioni che si possono stabilire sono uguaglianza e disuguaglianza
  • Variabili ordinali · Proprietà di stati discreti ordinabili · Relazioni di uguaglianza, disuguaglianza e una relazione d'ordine
  • Variabili cardinali · Proprietà assume valori numerici · Relazioni delle altre ma con possibilità delle quattro operazioni Tipo di variabile Operazioni possibili Nominale = Ordinale = # >, < Cardinale = # >, < +, -, x, :

Misurazione e Tabelle

• Misura attribuzione di un valore numerico con procedimento di misurazione
  • Misura analitica operazione di misura è un numero reale che esprime il valore vero
• Errore e attendibilità
  • Attendibilità grado di approssimazione del valore e dipende dal metodo di misurazione
  • Errori di misura: errore sistematico o casuale/ statistico
• Errore sistematico
  • Sottostimare o sovrasti mare il vero valore
  • Errore sistematico= media delle misure - valore vero
  • Accuratezza dipende dalla grandezza dell'errore sistematico
• Errore totale
  • Differenza tra valore misurato e quello vero
  • Somma errore sistematico e casuale
  • Misura attendibile quando errore totale non è significativo
• Precisione ed accuratezza
  • Stime di accuratezza basate su media semplice · Media · Media -valore vero= errore sistematico Errore sistematico/valore vero x100 = errore percentuale
  • Stime di precisione su deviazione standard campionaria Deviazione standard/ valore vero x 100 e poi lo sottraiamo al 100
• Tabelle a 1 entrata
  • Tabella con una sola variabile
• Tabelle a doppia entrata
  • Due variabili (x,y)
• Distribuzioni condizionate
  • Prima variabile condizionata dalla seconda e non si possono confrontare tra loro
• Distribuzione percentuale Frequenze assolute, relative e cumulate
• Distribuzione di frequenza
  • Insieme di valori di una variabile e del numero di volte con cui ricorrono nel campione
  • Rappresentazione sintetica di insieme di osservazioni relative ad una variabile Costruzione: · Definire un criterio di classificazione di osservazioni " Assegnare ad ogni valore la sua frequenza
  • Criterio di classificazione · Variabile qualitativa (modalità) · Variabile quantitativa (intervalli)
  • Classificazione completa: · Modalità e valori assunti dalla variabile · Classificazione priva di ambiguità · Ogni unità statistica assegnata ad un'unica modalità o intervallo di classe
  • Frequenza assoluta
    • La frequenza assoluta ni è il numero di osservazioni che corrispondono ai diversi valori della variabile.
  • Frequenza relativa (pi= ni/n)
    • Rapporto tra numero di osservazioni che corrispondo ai diversi valori della variabile e la dimensione del campione
  • Frequenza relativa percentuale (pi%=ni/n*100)
    • Quante volte un fenomeno si manifesta su una casistica di 100 osservazioni
  • Frequenza assoluta cumulata Fi numero di osservazioni il cui valore è meno o uguale ad una modalità o valore di x F;(-)=0 F (+00) = n
  • Frequenza relativa e relativa cumulata percentuale