Fondamenti Di Informatica - Dipartimento di Matematica e Informatica

Fondamenti di Informatica
Unità Didattica 1:
“Concetti e ruolo
dell’Informazione” + prima
lezione
Espone Fabio Cantaro
Classe di concorso 42 A
Prof. D. Cantone
UD1: “Concetti e ruolo
dell’Informazione“ (1)
PERIODO
3° anno
PREREQUISITI
• Saper leggere un testo in lingua italiana.
• Conoscenze elementari della lingua inglese
• nozioni elementari di aritmetica
UD 1: cocetti e ruoli dell'informazione
UD1: “Concetti e ruolo
dell’Informazione“ (2)
OBIETTIVI
• Conoscenza dei concetti di Informatica,
Informazione, Elaborazione ed Automatismo
• Sapere cos’è un algoritmo e le sue proprietà
• Conoscenza elementare dell’architettura di un
elaboratore
• Conoscenza dei modi per rappresentare
l’informazione e i numeri
• sapere rappresentare un numero in una qualsiasi
base, in particolare nelle basi 2, 10, 16.
• sapere convertire un numero da una base all’altra
UD1: “Concetti e ruolo
dell’Informazione“ (3)
CONTENUTI
LEZIONE 1:
• Concetto di Informatica ed Informazione.
• L’Elaborazione: algoritmo e proprietà.
LEZIONE 2:
• Automatismo.
• Architettura elaboratore, Contenuto Memoria
• Rappresentazione dell’Informazione.
LEZIONE 3,4,5,6:
• Rappresentazione dei numeri.
• Sistemi Numerici: Binario ed Esadecimale.
• Operazioni con in numeri binari.
UD1: “Concetti e ruolo
dell’Informazione“ (4)
METODOLOGIA
• Lezioni frontali – Lezione partecipata
• Brainstorming: “Cos’è un computer?”, “a cosa
serve?”, ecc…
STRUMENTI
•
•
•
•
Libro di testo
dispense integrative
presentazioni multimediali
lavagna.
UD 1: concetti e ruoli dell'informazione
UD1: “Concetti e ruolo
dell’Informazione“ (5)
VERIFICA-VALUTAZIONE
• Verifica Diagnostica: test V/F e a scelta multipla
per verificare il grado di familiarità con il computer
e il mondo informatico in genere
• Verifica In Itinere: Test V/F e a scelta multipla
• Verifica Finale: Test a scelta multipla e risposta
aperta
VALUTAZIONE FINALE (SOMMATIVA) con ausilio di
griglia di valutazione
UD1: “Concetti e ruolo
dell’Informazione“ (6)
TEMPI
18 ore:
• Teoria
12 ore
• esercizi 3 ore
• Verifica iniziale 1 ora
• Verifica in itinere 1 ora
• Verifica finale 1 ora
esercizi per casa (circa 3 ore di lavoro)
Informatica(1)
L’Informatica ha per oggetto lo studio
• delle informazioni
• delle sue Trasformazioni tramite
elaboratore elettronico
Termine inglese: COMPUTER SCIENCE
UD 1: concetti e ruoli dell'informazione
Informatica(2)
Si può dunque dire che l’informatica rappresenta
“L’ELABORAZIONE AUTOMATICA DELL’INFORMAZIONE”
Nell’ambito dell’informatica ci riferiamo ai concetti di:
• INFORMAZIONE
• ELABORAZIONE
• AUTOMATISMO
UD 1: concetti e ruoli dell'informazione
Informazione(1)
Come definireste l’informazione?
È un concetto intuitivo di non semplice
definizione.
Possibile definizione:
“L’informazione è un fatto, ossia un concetto che
può essere comunicato, interpretato o elaborato
da esseri umani o da strumenti automatici”
UD 1: concetti e ruoli dell'informazione
Informazione(2)
Esempi di informazione:
• una parola che denota un oggetto (es.
chiave, mela, ecc…)
• Una cifra numerica
• un cartello stradale
UD 1: concetti e ruoli dell'informazione
Informazione(3)
Una Informazione per essere utilizzabile
deve essere interpretabile in modo univoco
Esempio
La mamma incarica il figlio di comprare
“della frutta” => TROPPO GENERICO!!!
Sarebbe stato Meno soggetto ad ambiguità
se avesse detto: “comprami 1KG di Mele
delizia”
UD 1: concetti e ruoli dell'informazione
Informazione(4)
INFORMAZIONE = DATO + DESCRITTORE
DATO: “ogni rappresentazione dell’Informazione
mediante opportuni simboli dell’alfabeto”
ESEMPIO:
30, 50110, 280556, apo3xx
Che significato attribuire a questi simboli?
UD 1: concetti e ruoli dell'informazione
Informazione(5)
Sarei stato più preciso se avessi scritto:
Temperatura: 30°
n. Matricola: 50110
Data di nascita: 280556
Cioè usando un DESCRITTORE:
“entità che riduce lo stato di incertezza e
che consente di interpretare in modo
corretto il dato”
UD 1: concetti e ruoli dell'informazione
Elaborazione(1)
Consideriamo il problema:
• Cercare un numero telefonico
Fonti di informazione:
• Rubrica Telefonica ed Elenco Telefonico
Il procedimento di ricerca DIPENDE dal MODO in
cui sono organizzate le informazioni
UD 1: concetti e ruoli dell'informazione
Elaborazione(2)
Nella rubrica: ricerca sequenziale nella pagina
con la letterina del nostro cognome.
Nell’Elenco: Ricerca Dicotomica della pagina e
poi Ricerca Sequenziale in essa
Per la soluzione di problemi che richiedono la
manipolazione di informazioni è necessario
individuare un metodo risolutivo (che dipende
da come organizzate le informazioni)
UD 1: concetti e ruoli dell'informazione
Elaborazione(3)
Ossia ci serve un ALGORITMO: “insieme finito di
istruzioni che si debbono eseguire per portare a termine un
dato compito e per raggiungere un risultato definito a
priori”
Dati in
Ingresso
Operazione 1
Operazione 2
……………..
Operazione N
UD 1: concetti e ruoli dell'informazione
Dati in
Uscita
Elaborazione(4)
Deve esistere un ESECUTORE in grado di
eseguire ogni operazione, cioè l’algoritmo
deve essere comprensibile all’esecutore.
L’esecuzione deve terminare in un numero
finito di passi
Rendere elementari le istruzioni (no
composte)
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Proprietà degli Algoritmi(1)
1. NON AMBIGUITA’
Le istruzioni devono essere univocamente
interpretabili ed eseguibili.
Non debbono cioè esistere istruzioni “ambigue” per
l’esecutore
2. ESEGUIBILITA’
L’esecutore deve essere in grado di eseguire ogni
istruzione in un tempo Finito.
Cioè l’esecutore deve poter comprendere tutte le istruzioni
3. FINITEZZA
L’esecuzione dell’Algoritmo deve terminare in un
tempo Finito e per ogni input
UD 1: concetti e ruoli dell'informazione
Proprietà degli Algoritmi(2)
Se un algoritmo soddisfa tutte e 3 le precedenti
Proprietà allora è CORRETTO
Esempio
-se un algoritmo produce output diversi per input
uguali => qualche istruzione ambigua => si vìola la
proprietà 1:non ambiguità
-Se c’è qualche operazione “non elementare” per
l’esecutore => si vìola la 2.
-Se si entra in un loop => si vìola la 3
UD 1: concetti e ruoli dell'informazione
Proprietà degli Algoritmi(3)
Altro esempio:
Si vuole il prodotto tra A, B
• se l’esecutore sa fare il prodotto
ALGORITMO Prodotto
Leggi(A)
Leggi(B)
P=Prodotto(A,B)
Scrivi(P);
UD 1: concetti e ruoli dell'informazione
Proprietà degli Algoritmi(4)
• se invece l’esecutore non sa fare il prodotto
=> scomporre in somme successive
ALGORITMO Prodotto
Leggi(A)
Leggi(B)
P=0;
RIPETI B VOLTE
{ P = P+A }
Scrivi(P);
Automatismo(1)
Se l’esecutore è una macchina
Algoritmo
Input
Elaboratore
Output
Automatico
L’algoritmo dev’essere:
• descritto in modo comprensibile all’elaboratore (programma)
• univocamente interpretabile
UD 1: concetti e ruoli dell'informazione
Automatismo(2)
L’Elaboratore deve poter conservare DATI e
PROGRAMMA => MEMORIA
Unità
di
Input
Memoria
UNITA’ CENTRALE
Unità di
Controllo
Unità di
Elaborazione
Unità
di
Output
Automatismo(3)
Unità
di
Input
Dati in
Ingresso
Dati in
Uscita
Programmi
Dati
Temporanei
Unità di
Controllo
Unità di
Elaborazione
UD 1: concetti e ruoli dell'informazione
Unità
di
Output
FINE
Arrivederci