Informatica per l'analisi della performance sportiva - A.A. 2017/2018 Davide Sardina Università degli studi di ...
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Informatica per l’analisi della
performance sportiva
Davide Sardina
davidestefano.sardina@unikore.it
Università degli studi di Enna Kore
Corso di Laurea in Scienze delle Attività Motorie e Sportive
A.A. 2017/2018
Performance analysis
Attività
Simulazioni e
Dispositivi
valutazioni
Analisi ed
Dati
elaborazione
Contenuti del corso Prima parte • Introduzione allo studio dei sistemi informatici • Strumenti software di elaborazioni dati • Collaborazioni on-line Seconda parte • Strumenti software per la performance analysis • I sistemi pervasivi per lo sport e la disabilità
Esercitazioni Esercitazione 1: Excel Esercitazione 2: Analisi statistica con Excel Esercitazione 3: Strumenti software per la performance analysis Esercitazione 4: I sistemi pervasivi per lo sport e la disabilità.
Testi consigliati • Testo principale: G. Careri, C. De Gregorio, M. Marinaro, S. Sorce, A. Genco “INFORMATICA PER LE SCIENZE MOTORIE” ARACNE editrice S.r.l. • Dispense fornite dal docente • TestM. Mezzini “Informatica di base” Apogeo Education
Contatti e link utili Orario del corso Lunedì 12-14 Venerdì 12-14 Orario di ricevimento Lunedì 10-12 Martedì 10-12 Per confermare il ricevimento inviare una mail: davidestefano.sardina@unikore.it
Appelli Le date degli appelli: https://www.unikore.it/index.php/scienze-attivita- motoria-sportiva-esami/scienze-attivita-motorie- sportive-news-esami
Modalità di esame • Prova scritta a risposta multipla e risposta aperta • Durata: 2h
Informatica per le scienze motorie TECNOLOGIE E METODI INFORMATICI
Sommario • Architettura dei sistemi di elaborazione – Hardware e software • Rappresentazione delle informazioni – Sistema binario
Architettura di un calcolatore
RAM
CPU
HARD DRIVE
SCHEDA MADREComunicazione Collegamento
Architettura di Von Neumann
ALU CU
Central Processing Unit (CPU)
Lo schema si basa su quattro componenti fondamentali:
1. CPU (processore) che è composto da:
– Unità Aritmetico-Logica (o ALU)
– Unità di Controllo (CU)
2. Memoria principale (RAM, Random Access Memory) e secondaria (Hard disk)
3. Periferiche di input/output
4. Bus di sistemaMemorizzare i dati
• La memoria è un dispositivo in grado di immagazzinare istruzioni e
dati all’interno del computer, accessibili attraverso indirizzi
• Istruzioni e dati sono in formato binario, un sistema che usa solo
due simboli, 0 o 1, che all’interno del computer assumono il
significato di spento (0) e acceso (1), assenza di segnale elettrico (0)
e passaggio di segnale elettrico (1)
• Il bit è l’unità elementare dell’informatica e può assumere solo
simbolo 0 oppure 1
• Tutti i dati (numeri, immagini, file, ecc.) devono essere convertiti in
formato binario per:
– Fare calcoli tramite il processore
– Essere memorizzati all’interno delle memorie
• 8 bit consecutivi costituiscono 1 byte
– 01001011 sono 1 byte = 8 bitRAM: memoria centrale
INDIRIZZO DATI (BYTE)
0000 00101011
0001 00101011
0002 00101011
0003 00101011
0004 00101011
0005 00101011
MEMORIADisco fisso: memoria secondaria
Differenze tra memorie • Lettura e scrittura sulle memorie: alcune memorie sono a sola lettura (read-only) mentre altre permettono di leggere e scrivere su di esse; • Memorie volatili e non volatili (permanenti): le prime conservano i dati sino a che sono collegate alla corrente elettrica, le seconde mantengono i dati anche dopo lo spegnimento del computer.
Tipologie di memoria • Memoria Random Access Memory (RAM): alcuni giga byte (1 000 000 000 byte) • Disco fisso (hard disk): fino ad alcuni tera byte (1000 giga byte = 1 000 000 000 000 byte) • Chiave Universal Serial bus (USB): parecchi giga byte
Dispositivi di input/output • Dispositivi (o periferiche) di input servono per introdurre dati dall’esterno verso l’interno del computer • Dispositivi di output, al contrario, permettono di ottenere dati e risultati dal computer verso l’esterno
Universal Serial Bus
• USB è uno standard che definisce un’interfaccia per
la trasmissione ordinata (seriale) tra dispositivi
digitali
• USB definisce:
– Un protocollo di comunicazione: una sequenza di regole
che permettono la trasmissione di informazioni tra
dispositivi
– Cavi e connettori (supporto del Plug and Play)
– Alimentazione: 5V-20VDispositivi e connettori USB
• Dispositivi che comunicano mediante USB:
• Fotocamera, videocamera, webcam, memorie esterne,
stampante, scanner, mouse, tastiera, smartphone, tablet,
lettore MP3, televisore, ecc.Dispositivi per l’analisi delle performance
CMA Cougar sportive Camera
Dispositivi GPS
Cronometro
Athlete tracking technologyL’angolo delle domande
• DOMANDA: in che forma sono questi dati? Possiamo
inserirli così o dobbiamo prima convertirli?
• Avete diverse tipologie di dati da digitalizzare:
– Fascicolo di 5 pagine in formato cartaceo...
– Cartelle con diversi documenti presenti all’interno di una chiave
USB...
– Immagini, scattate in campo, sulla memoria della fotocamera...
– Video, girato durante una partita per l’analisi delle performance,
presente nella vostra videocamera...
• Una volta caricati in un computer questi dati, come
pensate di analizzarli?Rappresentazione delle informazioni
Introduzione
• Qualsiasi informazione per essere analizzata
all’interno del computer deve essere convertita in
formato binario:
– numeri -> codifica binaria
• ad es.: 123 [0111 1011]
– caratteri -> codifica ASCII
• ad es: ‘T’ [0101 0100]
– Immagini -> RGB
• ad es: rosso -> (255,0,0) [11111111 00000000 00000000]Codifica ASCII
Struttura dello Schermo (Monitor)
Immagini e video • Le immagini possono essere in scala di grigio oppure a colori • Qualsiasi colore può essere rappresentato dalla composizione del rosso, del verde e del blu • Ogni pixel, composto da tre canali, utilizza da 3 byte = 24 bit per rappresentare un colore • La risoluzione di un’immagine è data dalla sua dimensione larghezza x altezza
Esempio 400x300 pixels 16x20 pixels
Dettagli dell’immagine
• Immagine in scala di grigi
– Risoluzione 400*300=120.000 pixels (120 kbyte)
• Immagine a colori
– Risoluzione 16*20=320 pixels (320*3=960 byte)
• Immagine a colori 1200x800 = ?
– Risoluzione 1200*800 = 960.000 * 3 = 2.880.000 (~2
Mbyte)
• Compressione delle immagini
– Formato png, jpeg, tiff, gif (256 colori)Codifica video • Un video è un flusso continuo di immagini nel tempo Le caratteristiche principali del video sono: • Risoluzione: numero di pixel verticali e orizzontali • Frequenza delle immagini (frame rate): numero di immagini per unità di tempo • Tipo di scansione delle immagini: interlacciata o progressiva; la prima è migliore per la velocità di trasmissione, la seconda per la qualità del video • Rapporto d'aspetto (aspect ratio): proporzione tra larghezza e altezza; ad es: 16:9, 4:3
Esempio • Ad esempio, un secondo di video può essere composto da 24 frames (o immagini) per secondo (fps) • Un video ad alto frame rate può raggiungere 120 fps (120p) • Calcolo della dimensione in memoria di un video di 2 minuti a 50 fps con risoluzione full HD (1920 × 1080 pixel)? – 1920 * 1080 = 2.073.600 (un’immagine) – 2.073.600 * 50 = 103.680.000 (un secondo) – 103.680.000 * 120 = 12.441.600.000 (~12 Gbyte!!) • Compressione video – MPEG-1, MPEG-2 MPEG-4, WMV • Contenitori video (formato) – Costituito da flussi: video, audio, sottotitoli – Ad es.: avi, mkv, mp4, mov
Memorizzazione e archiviazione dati
1. Digitalizzazione dei documenti di testo, immagini,
video, ecc.
2. I documenti digitalizzati vengono impacchettati
all’interno di file
3. I file vengono memorizzati in memoria secondaria
(disco fisso)
01010101 01001001 10010100
10010100 01010101 01001001
10010100 01010101 10010100
01001001 10010100 10010100
01010101 01001001 10010100
10010100 01010101 01001001
10010100 01010101 10010100
01001001 10010100 10010100Il Software • Programmi che possono essere eseguiti dal computer per soddisfare le esigenze degli utenti. • Un programma eseguibile è scritto in linguaggio macchina. • Linguaggio macchina: Linguaggio di programmazione in cui ogni istruzione è eseguibile dal microprocessore.
Software applicativo e di sistema
• Software di sistema: gestisce la macchina
– Esempi di software di sistema?
• Software applicativo: necessita del software di
sistema
Software applicativo
Software di sistemaSoftware applicativo
Software specializzato
Software di produttività
• Videoscrittura • Analisi statistiche
• Fogli elettronici • Fotoritocco
• Gestori di database • Montaggio video
• Creazione di • Performance
presentazioni analysisSistema operativo
• Il sistema operativo (SO) è un insieme di software
che permettono all’utente di usare a pieno
l’hardware e i dispositivi di input/output
– interfaccia grafica (finestre, mouse, ecc.)
– file system
• Compiti del SO:
– Esecuzioni e gestione dei
programmi applicativi
– Gestione hardware
– Interfaccia tra utente e hardwareSO come interfaccia tra utente e macchina
Windows Linux
OS
iOS Android
OS XCompiti del SO
Driver
Software
applicativo OS
Utenti HardwareCaratteristiche dei SO • Multi-utente – Il SO gestisce l’accesso da parte di diversi utenti – Ad es: amministratore, utente semplice, utente ospite • Multi-tasking – Diversi software vengono eseguiti contemporanemente
Gestione della memoria • Quando un processo è in esecuzione il programma ed i dati corrispondenti devono essere presenti in memoria principale. • E’ compito del SO assegnare le locazioni di memoria libere ai vari processi. – E se tutte le pagine sono occupate?
Schema di comunicazione
Driver
Software
applicativo OS
Hardware
Bus
Utenti
1 2
Memoria secondaria CPU Memoria principaleSommario dei compiti del SO • Principalmente si occupa della gestione: – dei processi – della memoria principale – dei dispositivi di I/O – delle informazioni in memoria secondaria, – file system – degli accessi degli utenti – delle comunicazioni tra gli utenti e tra le macchine – della configurazione all’accensione della macchina.
File system
• Sistema di archiviazione e gestione dei file in una struttura
gerarchica all’interno delle memorie
• Dotato di specifiche operazioni che svolge grazie al sistema
operativo
• Presenta all’utente l’organizzazione logica delle informazioni e
gestisce le operazioni che si possono effettuare
• Una directory è un particolare tipo di file, gestito dal file system che
contiene altri file
Pensate di dover
spostare centinaia di file
contemporanemente...Tipi di file system • Principali operazioni del file system: – Creazione dei file/cartelle – Lettura dei file/cartelle – Copiare dei file/cartella – Modifica degli attributi e dei file/cartelle – Spostamento di file/cartelle • Le precedenti operazioni avvengono in memoria secondaria • Il file system dipende dal sistema operativo: – FAT32, NTFS sono file system per il sistema Windows
File • Un file è un’unità logica di memorizzazione che contiene al suo interno dati organizzati in modo specifico in base al tipo. • I file possono contenere: – testi (sequenza di caratteri ASCII) – dati (numerici, documenti, tabelle, etc.) – programmi – immagini, filmati, suoni • Un file è comunque una sequenza di bit/byte.
Attributi dei file
• Ogni file possiede alcuni attributi per la gestione:
– nome: identifica il file all’interno della memoria secondaria
– tipo: serve al sistema operativo per aprire il software per
la corretta gestione del file
NOTA: solitamente è presente un’estensione ma non sempre
– indirizzo: dove si trova il file all’interno del disco
– dimensione: quanti byte occupa il file all’interno del disco
– data e ora di creazione, ultima modifica
– proprietario: chi ha creato il file e può modificarlo
– permessi: chi può svolgere quali operazioni sul fileNome di un file
• Composto da 2 parti separate da un punto:
nome.estensione
• L’estensione indica il tipo di applicazione che lo ha
generato ma può essere omessa
– serve al sistema operativo per aprire il software per la
corretta gestione del fileTipo di un file
Le unità disco • Ogni computer è dotato di una o più unità disco che, per poter memorizzare i dati sotto forma di file, necessitano di un file system • Solitamente, tali unità vengono identificate mediante una lettera maiuscola assegnata dal sistema operativo – Ad es: ‘C:’, ‘D:’, ecc. • Un’unità può rappresentare il lettore CD/DVD
Percorso dei file (pathname) • Il percorso di un file o pathname indica la sua posizione nella struttura gerarchica creata dal file system – ad es.: D:\Unikore\Infapsport_L22\2_informazione.ppt
Software
• Chiariamo le differenze:
– Il software, in generale, rappresenta l’informazione
contenuta all’interno dei sistemi di elaborazione (associato
a proprietà elettriche e magnetiche dei vari dispositivi)
– Sequenza di istruzioni in linguaggio binario si divide in
software di sistema e software applicativo
– File e dati memorizzati (temporaneamente o
permanentemente) in memoria (principale o secondaria)
costituiscono anch’essi il softwareEsercizi Che differenza c'è tra hardware e software: [A] L'hardware è l’insieme dei componenti fisici, il software si riferisce ai programmi. [B] Corrispondono alla parti pesanti o leggere del computer. [C] Hardware è la parte più importante del computer, il software quella meno importante. [D] Il primo è composto da programmi, il secondo dalle periferiche. Fanno parte dell’hardware: [A] Il sistema operativo ed i programmi applicativi. [B] Il processore e la memoria centrale. [C] Il sistema operativo e le periferiche. [D] Il file system e la RAM.
Un bit: [A] Corrisponde ad 8 byte. [B] Può contenere un carattere. [C] E' l'unità minima di memorizzazione. [D] Può rappresentare solo numeri. Quale di queste affermazioni non è corretta: [A] La CPU è il cervello elettronico del computer. [B] Non è possibile svolgere operazioni di somma tramite la CPU. [C] Tramite la CPU è possibile coordinare altri dispositivi hardware. [D] La CPU legge e scrive dalla memoria RAM.
Quale di queste è un’operazione del sistema operativo? [A] Lettura dei dati dall’hard disk. [B] Scrittura di testo. [C] Creazione di grafici. [D] Navigazione in internet. Quale di queste non è un’operazione del sistema operativo? [A] Memorizzazione di un file tramite il file system. [B] Comunicazione tra utente e hardware. [C] Controllo dell’esecuzione dei programmi. [D] Creazione di presentazioni.
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