LInformatica dal Problema alla Soluzione Il Processo di sviluppo del software Mario Capurso .
CONCETTI DI BASE Cose linformatica Dati e informazioni Cose un computer Cose un programma Hardware...
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CONCETTI DI BASE
• Cos’e’ l’informatica
• Dati e informazioni
• Cos’e’ un computer
• Cos’e’ un programma
• Hardware
• Software
• Le unità di misura dell’informatica
l’informatical’informatica
che cos’è ?che cos’è ?
L’INFORMATICA che cosa NON è ?che cosa NON è ?
• NON E’ LO “STUDIO DEL COMPUTER” (scienza che si occupa dello studio e del funzionamento degli elaboratori – COMPUTER/STRUMENTO)
• NON E’ “PROGRAMMI” (disciplina che si occupa dello sviluppo dei programmi per risolvere in modo automatico i problemi – PROGRAMMI/aspetto applicativo)
• NON E’ “COMPUTER + PROGRAMMI” (NON SOLO: informatica=utilizzo)
• NON è INTERNET (l’applicazione di moda!!!)
INFORMATICA : alcune definizioni corrette
• INFORmazione + autoMATICA: dal francese INFOR(MATION) AUTOMA(TIQUE)
• Disciplina che si occupa dello studio delle informazioni e di tutte le sue trasformazioni effettuabili con il computer
• Scienza che studia il trattamento automatizzato delle informazioni
• Disciplina che si occupa della rappresentazione e della elaborazione dell’ informazione in forma automatica
• L’informatica è la disciplina che si occupa della rappresentazione della informazione e del suo trattamento mediante procedimenti automatici
InformazioneInformazione “patrimonio del cervello “patrimonio del cervello
umanoumano””• L’uomo manipola,elabora informazioni (ora/treno; colore L’uomo manipola,elabora informazioni (ora/treno; colore
semaforo; ricerca n.ro telefonico, tempo…)semaforo; ricerca n.ro telefonico, tempo…)• LL’informatica’informatica tenta di “replicare” il funzionamento del tenta di “replicare” il funzionamento del
cervello (anche se oggi in maniera ancora cervello (anche se oggi in maniera ancora molto molto limitatalimitata))
• La La robotica robotica tenta di “replicare” il funzionamento del tenta di “replicare” il funzionamento del corpo umanocorpo umano
• Entrambe appartengono alla Entrambe appartengono alla CIBERNETICACIBERNETICA
CIBERNETICASCIENZA CHE STUDIA I PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO E LA REALIZZAZIONE DI MACCHINE, IN GRADO DI SIMULARE LE
FUNZIONI DI ORGANISMI VIVENTI
ROBOTICA INFORMATICA
DA SEMPRE L’UOMO HA CERCATO DI“COSTRUIRE MACCHINE”
IN GRADO DI RIPRODURRE(E SE POSSIBILE “AMPLIFICARE”)
LE SUE CAPACITÀ
RIPRODURRE ILFUNZIONAMENTOFISICO DEL CORPO
UMANO
RIPRODURRE IL FUNZIONAMENTODEL PENSIERO
Cosa è l’informazione?* Spesso usato come sinonimo di DATO * In informatica DATO # INFORMAZIONE* INFORMAZIONE: Notizia, conoscenza,
messaggio, conoscenze culturali ed empiriche, ecc…
* Informazione: conoscenza relativa a qualcosa o a qualcuno
* Una INFORMAZIONE e’ la conoscenza relativa a fatti, concetti, eventi e procedimenti, che in un certo contesto ha un particolare significato” (ISO – International Organization for Standard )
* Utilizzo e manipolazione continua delle informazioni Utilizzo e manipolazione continua delle informazioni da parte dell’UOMO in maniera “istintiva” – da parte dell’UOMO in maniera “istintiva” – processo mentale istintivo, guidato dalle percezioniprocesso mentale istintivo, guidato dalle percezioni
Come avviene il processo di Come avviene il processo di elaborazione delle informazioni elaborazione delle informazioni
nell’uomonell’uomo??• E’ un E’ un processoprocesso caratterizzato da una sequenza di caratterizzato da una sequenza di
passi ben identificati.passi ben identificati.• Presuppone e si svolge attraverso :Presuppone e si svolge attraverso :1) 1) la individuazione delle la individuazione delle informazioni di partenzainformazioni di partenza2) 2) la rappresentazione con appropriati simboli (la rappresentazione con appropriati simboli (la la
codificacodifica)) delle informazioni di partenza in delle informazioni di partenza in dati inizialidati iniziali3) la elaborazione dei dati iniziali per ottenere i risultati 3) la elaborazione dei dati iniziali per ottenere i risultati
(dati finali)(dati finali)4) la intepretazione (la decodifica) dei risultati per 4) la intepretazione (la decodifica) dei risultati per
ottenere le informazioni finaliottenere le informazioni finalieses: “faccio in tempo ad andare a lezione”: “faccio in tempo ad andare a lezione”
SCELTA INFORMAZIONI DI
PARTENZAa) QUANTO È ALTA LA PORTAb) QUANTO È ALTO L’ARMADIO
RAPPRESENTAZIONE DELLE INFORMAZIONI (codifica)
DATI INIZIALI PORTA: ALTEZZA = CM 220ARMADIO: ALTEZZA = CM 200
ELABORAZIONE: DIFFERENZA=ALT. PORTA - ALT ARMADIO
DATO RISULTATO DIFFERENZA=20
“INTERPRETAZIONE” DEL RISULTATO (decodifica)
INFORMAZIONEFINALE
SE “DIFFERENZA” > 0ALLORA L’ARMADIO PASSA ALTRIMENTI L’ARMADIO NON PASSA
ESEMPIO: FARE PASSARE UN ARMADIO ATTRAVERSO UNA PORTA
I I passi passi del processo elaborativo ’ del processo elaborativo ’ UOMOUOMO
Scelta delle informazioni inizialiScelta delle informazioni iniziali
Codifica delle informazioni iniziali (tramite regole)Codifica delle informazioni iniziali (tramite regole)
Dati inizialiDati iniziali
Elaborazione Elaborazione
(manipolazione – applicazione di regole)(manipolazione – applicazione di regole)
Dati risultatoDati risultato
DecodificaDecodifica
Informazioni finaliInformazioni finali
I I passipassi del processo elaborativo del processo elaborativo
del del COMPUTERCOMPUTERScelta delle informazioni iniziali Scelta delle informazioni iniziali (NO)(NO)
Codifica delle informazioni iniziali Codifica delle informazioni iniziali (NO)(NO)
Dati iniziali Dati iniziali (li utilizza)(li utilizza)
Elaborazione (SI)Elaborazione (SI)
Dati risultato Dati risultato (li genera)(li genera)
Decodifica Decodifica (NO)(NO)
Informazioni finali Informazioni finali (NO)(NO)
IL COMPUTER IL COMPUTER ELABORAELABORA DATI DATI
Il dato NON è l’informazione anche se deriva dalla informazioneIl dato NON è l’informazione anche se deriva dalla informazioneIl dato è Il dato è il risultato di una rappresentazione della informazione,il risultato di una rappresentazione della informazione,
utilizzando particolari SIMBOLI o utilizzando particolari forme o utilizzando particolari SIMBOLI o utilizzando particolari forme o regoleregole
Affinchè un’informazione possa essere comunicata, trasmessa o Affinchè un’informazione possa essere comunicata, trasmessa o elaborata deve essere codificata in DATO, cioè rappresentata elaborata deve essere codificata in DATO, cioè rappresentata con simboli “con simboli “comprensibili”comprensibili”
I dati costituiscono gli I dati costituiscono gli oggetti oggetti del processo comunicativo ed del processo comunicativo ed elaborativoelaborativo
Il computer Il computer tratta datitratta dati e restituisce dati (non interpreta) e restituisce dati (non interpreta)Il computer esegue istruzioni (esegue operazioni) sui datiIl computer esegue istruzioni (esegue operazioni) sui datiIl computer Il computer non conosce il significato dei datinon conosce il significato dei datiIl computer ed i programmi sono Il computer ed i programmi sono alcunialcuni strumenti del processo strumenti del processo
elaborativo automaticoelaborativo automatico
Il ruolo dell’uomo nell’informaticaIl ruolo dell’uomo nell’informatica• L’uomo individua le informazioni necessarie (quali L’uomo individua le informazioni necessarie (quali
e quante)e quante)• L’uomo codifica le informazioni e genera i L’uomo codifica le informazioni e genera i dati dati
inizialiiniziali che vengono immessi ed utilizzati dal che vengono immessi ed utilizzati dal calcolatorecalcolatore
• Dipende dall’uomo Dipende dall’uomo la completezza e la correttezza la completezza e la correttezza dei datidei dati
• L’uomo scrive le regole di elaborazione dei dati L’uomo scrive le regole di elaborazione dei dati (le istruzioni che devono essere eseguite dal (le istruzioni che devono essere eseguite dal computer)computer)
• L’uomo interpreta i dati finali e assegna loro un L’uomo interpreta i dati finali e assegna loro un significato (decodifica il dato per avere significato (decodifica il dato per avere l’informazione)l’informazione)
L’INFORMATICA È LA DISCIPLINACHE SI OCCUPA DELLARAPPRESENTAZIONE
DELL’INFORMAZIONE e del SUO TRATTAMENTO
MEDIANTEPROCEDIMENTI AUTOMATICI
L’informatica cos’è?L’informatica cos’è?
I 3 elementi o ”INGREDIENTI” I 3 elementi o ”INGREDIENTI” dell’informaticadell’informatica
COMPUTER o HARDWARE
DATI
PROCE DURE/
PROGRAMMI
DATIIL MODO CON CUI SI RAPPRESENTA
L’INFORMAZIONE
HARDWAREIL MEZZO CON CUI
SI MEMORIZZANO E SI ELABORANO I
DATI
SOFTWARELE OPERAZIONI CONCUI SI ELABORANO
I DATI
HARDWARE “COMPUTER”E’ una E’ una macchinamacchina che: che:1- TRATTA DATI (INFORMAZIONI), a differenza delle altre
macchine che trattano beni fisici 2- 2- E’ UNIVERSALE (general purpose):E’ UNIVERSALE (general purpose): utilizzo nei settori utilizzo nei settori
piu’ disparati: informatica individuale, applicazioni piu’ disparati: informatica individuale, applicazioni gestionali, medicina, giustizia, scuola, automazione gestionali, medicina, giustizia, scuola, automazione industriale, calcoli tecnici scientifici, telecomunicazioni industriale, calcoli tecnici scientifici, telecomunicazioni sport, settore ludico, musicale,, editoriale, grafica, video, sport, settore ludico, musicale,, editoriale, grafica, video, ecc..)ecc..)
3- 3- HA UNA STORIA “HA UNA STORIA “GIOVANEGIOVANE”:”: nasce negli anni ’40 nasce negli anni ’40 (ENIAC 1943 – 1° calcolatore funzionante)(ENIAC 1943 – 1° calcolatore funzionante)
4- 4- HA AVUTO UNA EVOLUZIONE TECNOLOGICA HA AVUTO UNA EVOLUZIONE TECNOLOGICA INCREDIBILEINCREDIBILE (da 5.000 addizioni/sec. a 600 MIPS - da 8 (da 5.000 addizioni/sec. a 600 MIPS - da 8 ton. a 1/2 kg.) legata allo sviluppo della microelettronica ton. a 1/2 kg.) legata allo sviluppo della microelettronica (rincorsa alla miniaturizzazione ed integrazione dei (rincorsa alla miniaturizzazione ed integrazione dei componenti)componenti)
L’incredibile sviluppo del computerL’incredibile sviluppo del computer
PesoPeso
( -6)( -6)
VelocitàVelocità
( + 5)( + 5)
AffidabAffidab
( + 6)( + 6)
ConsumiConsumi
(- 4)(- 4)CostoCosto
(- 5)(- 5)
1° gen- 1° gen- ValvoleValvole
1 1
(8 ton)(8 ton)
1 1
(100 (100 s)s)11
(MTBF: 2h(MTBF: 2h))
11(150 Kw)(150 Kw)
11(250.000$)(250.000$)
2° gen –2° gen –TransistorTransistor 1/1001/100
10 10
(10 (10 s)s) 100100
1/1001/100 1/101/10
3° gen-3° gen-Circuiti intCircuiti int 1/10.0001/10.000
1.000 1.000
(1 (1 s)s) 10.00010.000
1/1.0001/1.000 1/1.0001/1.000
4° gen-4° gen-
VLSIVLSI
1/1.000.0001/1.000.000
(1/2 KG)(1/2 KG)100.000 100.000 (0,01 (0,01 s)s) 1.000.0001.000.000
1/10.0001/10.000 1/100.0001/100.000
(1.000 €)(1.000 €)
COMPUTER TRATTA DATI
• TRATTARE DATI = ELABORARE
Modalita’ elaborative:
ACQUISIRE
ELABORARE
CONSERVARE
EMETTERE
dati /istruzioni
RISULTATI/
TRASMETTERE
CALCOLARECALCOLARE
ELABORAZIONE DEI DATIELABORAZIONE DEI DATI
• Il calcolatore tratta dati ovvero esegue istruzioni che hanno ad oggetto dati
• I dati per poter essere trattati dal calcolatore devono essere CODIFICATI (o RAPPRESENTATI) “IN FORMATO COMPRENSIBILE” al computer
• Le ISTRUZIONI (i comandi) per poter essere eseguite devono essere riconoscibili, cioe’ codificate in formato comprensibile al calcolatore
IL SOFTWARE
• L’elaborazione avviene eseguendo delle procedure automatizzate OVVERO eseguendo programmi
• Il computer elabora dati eseguendo comandi contenuti nei programmi
• PROGRAMMA= sequenza di istruzioni (comandi) che un elaboratore è in grado di interpretare e la cui esecuzione porta alla trasformazione dei dati di partenza per arrivare ad ottenere i dati finali, il risultato voluto dall’esecuzione del programma
• Programma = operazioni sequenziali eseguite dal calcolatore che gli consentono di funzionare e di elaborare (ottenere dati/informazioni, produrre/trasmettere risultati
• SOFTWARE = insieme dei programmi
Le 2 componenti dell’ informatica:Le 2 componenti dell’ informatica:HARDWARE + SOFTWAREHARDWARE + SOFTWARE
HARDWARE : : PARTE FISICA (RIGIDAPARTE FISICA (RIGIDA) )
COMPUTER/DISCHI/STAMPANTI/ ECCCOMPUTER/DISCHI/STAMPANTI/ ECC......
SOFTWARE:SOFTWARE: PARTE “SOFFICE”PARTE “SOFFICE” (MODIFICABILE(MODIFICABILE e e SOSTITUIBILE)SOSTITUIBILE)
= = PROGRAMMIPROGRAMMI
HW + SW• COMPONENTI DISTINTE COMPONENTI DISTINTE • ENTRAMBE NECESSARIEENTRAMBE NECESSARIE
• INTERDIPENDENTI INTERDIPENDENTI • ENTRAMBE SEMPRE PRESENTI IN QUALSIASI FORMA DI AUTOMAZIONE
E’ il E’ il SWSW in quanto in quanto MODIFICABILE e MODIFICABILE e SOSTITUIBILESOSTITUIBILE che realizza
la UNIVERSALITA’ del computer
HW: ARCHITETTURA FUNZIONALEHW: ARCHITETTURA FUNZIONALE
• ARCHITETTURA “VON NEUMANN”
• A BLOCCHI FUNZIONALI (sottosistemi):
* Dispositivi per INGRESSO DATI e COMANDI dall’esterno
* Luogo di lavoro (cd. LAVAGNA) o di DEPOSITO dei dati e delle istruzioni
* “CERVELLO” o MOTORE che esegue le istruzioni e coordina
* Dispositivi per la USCITA dei dati / risultati
* Dispositivi per MEMORIZZAZIONE PERMANENTE dei dati e delle istruzioni
Architettura del calcolatoreA blocchi funzionali:
DATI/PROGRAMMIMEMORIA PROCESSORE
UNITA’ INPUT
DISCHIUNITA’OUTPUT
DISCHI
RISULTATI