TECNOLOGIE INFORMATICHE - SINTESI DELLE LEZIONI DI TEORIA ITG "G. B. Della Porta - G. Porzio" Napoli - Via Foria - Via S. Domenico

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TECNOLOGIE INFORMATICHE - SINTESI DELLE LEZIONI DI TEORIA ITG "G. B. Della Porta - G. Porzio" Napoli - Via Foria - Via S. Domenico
TECNOLOGIE INFORMATICHE

SINTESI DELLE LEZIONI DI TEORIA

       ITG “G. B. Della Porta – G. Porzio”
       Napoli – Via Foria – Via S. Domenico

                                              Prof. G. Coppola
                                                  REV. 1- 2019

                                                                 1
INDICE
1 - Lo sviluppo degli strumenti di calcolo

             2 - COMPUTER

        3 - I SISTEMI OPERATIVI

 4- LA CODIFICA DELLE INFORMAZIONI

  5 – I COMPONENTI DEL COMPUETR

6 - SISTEMA DI NUMERAZIONE BINARIA

   7 – LOGICA E ALGEBRA DI BOOLE

             8 - ALGORITMI

             9 – INTERNET

10 – POSTAZIONE AI VIDEOTERMINALI
                                             2
1 - Lo sviluppo degli strumenti di calcolo

               Abachi, Pallottolieri,
                     Tavole                     dove         CINA – INDIA – PERSIA – EGITTO-
                 Dal 2000 a. C.                              GRECIA

                                                                                       Napier
                                                           INGHILTERRA             W. Schickart
                Macchine meccaniche
                                                dove        GERMANIA                  B. Pascal
                     per il calcolo                                        chi    W. Von Leibnitz
                                                             FRANCIA
              Dal 17° secolo (1600-1700)
                                                              ITALIA                 G. Poleni
                                                               USA                  C. Babbage
                                                                                   J. Jacquard*
                                                                                          …
          Primo Calcolatore Elettronico                dove
                                                                 STATI UNITI D’ AMERICA
             Programmabile (ENIAC)
                     1946
                                                                 Da un’idea di A. Turing
                                                              Sul modello di Von Neumann
* Nella Biblioteca della Scuola è conservato un busto di Joshep Jacquard                            3
Il più semplice calcolatore … l’uomo!

La realizzazione di un esecutore di calcoli automatico è stato per
lunghissimo tempo un problema fuori dalla portata tecnologica
dell’uomo!
I computer … dalle valvole ai chip
                                Formati da valvole termoioniche o
                   Anni ‘40               tubi a vuoto.
 I Generazione                     Dimensioni notevoli e forte
                                assorbimento di potenza elettrica.
                                    Eseguiva poche operazioni

                                 Formati da componenti al silicio
                  Anni ’50-60          (transistori e diodi)
II Generazione                    Dimensioni ridotte ma ancora
                                grandi. Sviluppo dei primi sistemi
                                             operativi

                                  Transistori e diodi vengono
                                  integrati in un chip. Nasce il
                  Anni ’70-80           microprocessore
                                    Notevole riduzione delle
III Generazione                      dimensioni e consumo
                                Migliaia di operazioni al secondo
                                 Nasce il concetto di personal
                                            computer

                                Aumenta l’integrazione nei chip
                                Dimensioni ridottissime e ridotto
                   Anni ‘90
                                  consumo energetico. Grandi
IV Generazione                   quantità di memoria; notevole
                                   sviluppo delle applicazioni
                                Milioni di operazioni al secondo

                                                                     5
Legge di Moore

                      ENUNCIATO

   Le prestazioni di un CHIP (numero di operazioni al
   secondo e capacità di memoria) raddoppiano ogni
                      diciotto mesi

Chip: dall’Inglese “scheggia o frammento”. Piastra di
silicio su cui vengono costruiti tramite una tecnica
particolare, i componenti elettronici. E’ chiamato anche
circuito integrato. Riescono a contenere in pochi cm2
milioni di transistori!

                                                           6
2 - COMPUTER

           COMPUTER

E’ formato da:

 Hardware        Software   INDICE

                                 7
L’Hardware e il Software
HARDWARE           SOFTWARE
  È l’insieme di    E’ l’insieme di

                     PROGRAMMI
  COMPONENTI
   MECCANICI            di base e
                       applicativi

  COMPONENTI
    ELETTRICI
 ED ELETTRONICI

                                      8
Hardware

                            Viti, piastre,
            Componenti
                             involucro,
             meccanici
                             ventola, …

            Componenti     Motorini, tasti,
HARDWARE
              elettrici      spina, …

            Componenti
                           Chip, schede, …
             elettronici

                                              9
Software

               SOFTWARE

                            SOFTWARE
SOFTWARE DI BASE
                           APPLICATIVO

SISTEMA OPERATIVO         PROGRAMMI DI
      BIOS                   UTILITA’
     DRIVER               (APP – PACKAGE)

                                            10
Alcuni esempi di Computer

                                COMPUTER

  MAINFRAME
                     PERSONAL
   (computer di                  TABLET    NOTEBOOK   SMARTPHONE
                     COMPUTER
grandi dimensioni)

                                                               11
Applicazioni dei Computer

                                Comunicare

                                I computer
                                    sono
                                  utilizzati
                                     per
          Archiviare ed                                Programmare
          Elaborare Dati

                                      dove

AMMINISTRAZIONE            ECONOMIA          SCIENZA     INGEGNERIA   ……

                                                                           12
Alcune applicazioni dell’Informatica

                     Archiviazione dati; certificazione documenti;
AMMINISTRAZIONE                 gestione magazzini; ..

ECONOMIA              Sistemi statistici di previsione; servizi bancari; ..

                       Mappatura del genoma umano; biotecnologie;
SCIENZA                    diagnostica e cura delle malattie; …

                         Sistemi di simulazione; disegno; calcoli delle
INGEGNERIA            strutture; sistemi di sicurezza dei veicoli; controllo
                                      della produzione; …

                     Telefonia mobile 4G; televisione digitale; Internet;
COMUNICAZIONE
                                              ..

                                                                               13
3 - I SISTEMI OPERATIVI
In fondo è facile lavorare con un computer! …
                   Sai perché?

                 Grazie ai SISTEMI OPERATIVI

                          Cosa sono?

  Insieme di programmi che gestiscono l’Hardware e il Software
   Permettono di accedere facilmente alle risorse del Computer

                         Alcuni esempi
      WINDOWS 10– WINDOWS 11 – LINUX – Mac Os - IOS

                                                                          14
                                                                 INDICE
Alcuni programmi del sistema operativo

                    Driver
                  Gestisce le
                  periferiche

                    Loader
              Carica i programmi
              in esecuzione nella
                      RAM

                     Shell
              Interpreta i comandi
               della tastiera e del
                      mouse

                    Kernel
                  Coordina e
                   gestisce i
                programmi del
              sistema operativo
                                         15
Lo sviluppo dei sistemi operativi
                                  Nascono i primi sistemi operativi
                                   per grandi calcolatori situati in
                   Anni 50             centri di calcolo. Ogni
I Generazione                     programmatore consegna il suo
                                 lavoro per la elaborazione (job) e
                                     lo ritira quando è pronto

                                  I sistemi operativi consentono
                   Anni ‘60       l’esecuzione dei programmi in
II Generazione                              time sharing
                                      (multiprogrammazione)

                                   I sistemi operativi migliorano le
                   Anni ’70-80            loro caratteristiche
                                  Nasce il concetto di computer per
III Generazione                        uso personale e il sistema
                                        operativo MS- DOS della
                                               Microsoft

                                    Con il concetto di personal
                  Anni ’80-90    computer si sviluppano sistemi
IV Generazione                    operativi ad interfaccia grafica
                                 come MAC OS per APPLE (Steve
                                  Jobs) e WINDOWS (Bill Gates)

                                                                       16
4- LA CODIFICA DELLE INFORMAZIONI

                            INFORMAZIONE

              Come è definita?

                                                   Una sequenza di
Tutto ciò che è utile      E’ ciò che elimina   simboli di un alfabeto
    per l’uomo               un’incertezza        a cui si associa un
                                                      significato

                                                                         INDICE

                                                                             17
INFORMAZIONE E CODICI
                                                                   Alcuni esempi
                           E’ tutto ciò a cui è associato
INFORMAZIONE                       un significato

                           Insieme dei simboli utilizzati   Alfabeto Morse
  ALFABETO                       per rappresentare
                                Informazioni scritte        Alfabeto binario

                           L’insieme delle REGOLE che       Alfabeto del totocalcio
                             associa un significato alle    ..
                            sequenze di simboli di un
                            alfabeto si chiama CODICE

                                Alcuni esempi

       Codice binario          Codice della strada          Codice Morse

         Simboli                    Simboli                    Simboli
       dell’alfabeto              dell’alfabeto              dell’alfabeto
           0e1                   Segnali stradali           Tratto - punto

                                                                                      18
Anche questa è informazione … per chi conosce il CODICE!
L’Unità di Misura dell’Informazione Binaria

          BIT

     Cosa sono?

 Uno dei due simboli
 dell’Alfabeto Binario
         (0 e 1)

Una serie (stringa) di 8
bit forma un BYTE (B)

       esempio                          10110111 è un BYTE (B)

                                                                 20
IL CODICE BINARIO

 L’informazione (suoni,
    immagini, parole,
numeri , simboli,.. ) che
 entra nei computer …

E’ trasformata in …

                              Secondo le regole
  SEQUENZE DI BIT
                                  di un …

      Che sono …

  Stringhe di 1 e 0           CODICE BINARIO

                                                  21
ALCUNI ESEMPI DI CODICI
                                    BINARI

       CODICE ASCII                                 CODICE UNICODE
   Utilizza 8 bit (1 Byte)                        Utilizza 32 bit (4 Byte)

E’ il codice che converte                       Codifica le informazioni nei
i simboli della tastiera in                     documenti elettronici delle
     sequenze di 8 bit                                  pagine WEB

     Con 8 bit si hanno …

        28=256
  combinazioni diverse

                                                                               22
La codifica delle informazioni

               Alfabeto A

Decodifica                  Codifica

                             Per stabilire una comunicazione tra due
               Alfabeto B
                              sistemi che utilizzano alfabeti diversi è
                             necessario che ognuno conosca il codice
                                              dell’altro
La codifica delle informazioni nei Computer

                   Mondo
                   esterno

      Decodifica
                               Codifica

                   Computer
                    codice
                    binario
5 – I COMPONENTI DEL COMPUTER

                                INDICE

                                     25
ARCHITETTURA DI VON NEUMANN

                                 Memoria
         CPU                                               I/O
                                 Centrale

                             Bus di Sistema

Semplice schema rappresentante l’evoluzione della Architettura di Von
Neumann
Architettura di Von Neumann di un moderno computer
              MEMORIA CENTRALE

     ROM      CACHE              RAM                        CPU

                                 BUS DI SISTEMA

                                                                   HARD DISK
INTERFACCIA     INTERFACCIA          INTERFACCIA     INTERFACCIA     SSD
    RETE           AUDIO           TASTIERA/MOUSE     SCHERMO       Memorie di
                                                                     massa

                                   PERIFERICHE I/O
I COMPITI DELLA CPU (Central Processing Unit)

                           CONTROLLA E
                           ABILITA TUTTI
                           I DISPOSITIVI

       ABILITA
                                                  SPOSTA I DATI
   L’INGRESSO E
                                                   DA E PER LA
    L’USCITA DEI
                                                    MEMORIA
        DATI

                           CPU
               ESEGUE                      PRELEVA LE
              CALCOLI E                    ISTRUZIONI
             OPERAZIONI                       DALLA
             LOGICHE SUI                   MEMORIA E
                DATI                        LE ESEGUE

                                                                  28
LA CPU
                                                                                            Segnale di Clock
                                          La CPU                                 È             ~ 2,5 GHz
                                                                           sincronizzata
                                     O microprocessore                         dal …
                                                                                            2,5 miliardi di Hertz*
                                                                                              (colpi al secondo)

                                           E’ formata da …

ALU (Arithmetic Logic Unit)                                         C.U. (Control Unit)
Esegue Operazioni Logiche e                                       Controlla i componenti
       Aritmetiche                                                ed esegue le istruzioni

                                                                                                    Milioni di
                                            Ad un ritmo di …                                      istruzioni al
                                                                                                secondo (MIPS)

* Hertz: unità di misura della frequenza (numero di cicli di un
segnale periodico al secondo)                                                                                        29
LE PERIFERICHE

                          PERIFERICHE                    Sono
                                                      distinte in

                          Cosa sono?       Periferiche              Periferiche
                                           d’ingresso                d’uscita
              Dispositivi connessi al computer
               che comunicano con il mondo
                           esterno

                                                       Tramite
                           Come sono
                                                      PORTE di
                           collegate?
                                                    comunicazione

  Tramite WIRLESS
                                        USB – HDMI – PS2 - IE488 – RS232 - …
     (Bluetooth)
 Per periferiche dotate
di questo collegamento
                                                                                  30
LE PERIFERICHE D’INGRESSO (UNITA’ DI INPUT)

                         TASTIERA

       MICROFONO                               MOUSE

                        PERIFERICHE
                        D’INGRESSO

               TOUCH
                                      WEBCAM
               SCREEN

                                                       31
PERIFERICHE D’USCITA (UNITA’ DI OUTPUT)

                STAMPANTE

                PERIFERICHE
   VIDEO                       CASSE AUDIO
                 DI USCITA

                 PLOTTER

                                             32
PERIFERICHE D’USCITA

           STAMPANTI                                                                 SCHERMO

                                                                     OLED                  LCD               PLASMA
   A GETTO                 A LASER
D’INCHIOSTRO

                                            TRIDIMENSIONALI

        Parametri tecnici                                                        Parametri tecnici

                                           Parametri tecnici

    Velocità (pagine per minuto ppm)                                           Risoluzione (numero di Pixel)
                                                                              Misura diagonale in pollici (inch)
  Qualità di stampa (dots per inch dpi)

                                 Grandezza, tecnologia utilizzata per gli
                                 strati, risoluzione in dpi (spessore degli
                                                   strati)

                                                                                                                      33
RAPPRESENTAZIONE DELLE IMMAGINI

                                                 IMMAGINI
                                             Possono essere …

                 BITMAP                                                  VETTORIALE

E’ caratterizzata dalla sua dimensione, ovvero           Non si deforma se ne aumentiamo le
     dal numero di pixel che la compone.                 dimensioni.  Possono essere  sempre
        Può occupare molta memoria.                      modificabili
                Il formato è BMP

             I formati compressi                                I formati che supportano immagini
                   sono …                                                 vettoriali sono …

                                                                  CDR (Corel Draw), Al (Adobe
         GIF, JPEG, PNG, TIFF                                     Illustrator), DWG (AutoCAD)
LE MEMORIE
                                 MEMORIE

  Si distinguono in ?             Cosa sono?               Sono caratterizzate da?

                              Dispositivi per             Capacità di memoria
Memorie di Massa            memorizzare dati e          MegaByte – GigaByte – TeraByte
     o Ausiliare             istruzioni di un
(fisse o rimovibili)                                           Velocità di
                               programma                   trasferimento dati
Memorie Centrali                                                 KBps – MBps
                                                             kiloByte per secondo
                                 Come sono                   MegaByte per secondo
 Nei Registri               rappresentati i dati e le
                                  istruzioni?
                                                             Tempo di accesso
 di Memoria                                               Microsecondi - nanosecondi

                              Mediante una
                   dove?
                              stringa di BIT

                                                                                         35
ALCUNI TIPI DI MEMORIE
                                                 MEMORIE

                                                                                          DI MASSA
                              CENTRALI                                                       O

                                                       Sono utilizzate per archiviare     AUSILIARE
                                                        definitivamente i dati e le
                                                               informazioni
    Sono memorizzati i
programmi di avvio (ROM)
e sono caricati i programmi
   in esecuzione (RAM-
          CACHE)
                                         ROM

                                                                             HARD DISCK

                                         RAM

                                                                               CDROM

                                         CACHE

                                                                              PENDRIVE

                                                                                                      36
MISURE DELLA CAPACITA’ DI MEMORIA

                           1 BYTE
                           8 bit

    1 TERABYTE
                                           1 KILOBYTE (KB)
       (TB)
                                                1024 byte
     ̴1024 GB

              1 GIGABYTE            1 MEGABYTE
                  (GB)                 (MB)
                ̴1024 MB             ̴1024 KB

                                                             37
CAPACITA’ DI MEMORIA A CONFRONTO

         100 MB                    MB

                                   GB

              1 GB

                                        38
10 GB CAPACITA' DI MEMORIA A CONFRONTO

              100
              GB

                                  GB
                                  TB

                    1 TERABYTE
                        (TB)

                                         39
6 - SISTEMA DI NUMERAZIONE BINARIA

                          Anche i numeri sono trasformati in BIT

                               Sistema di numerazione binaria
                                  E’ un sistema posizionale
                              Il valore delle cifre dipende dalla
                                  loro posizione nel numero

Utilizza solo due cifre          È possibile fare tutte e 4 le      I calcoli sono eseguiti nella
        (0 e 1)                    operazioni aritmetiche                  CPU dalla ALU

                                                                                        INDICE

                                                                                                    40
Conversione di base decimale - binario

  Come converto un numero a base decimale in un numero a base binaria?

                 Applicando il metodo delle divisioni successive.
  Divido il numero decimale per 2 (base); ripeto l’operazione con il quoziente
             ottenuto fino a che il quoziente non è inferiore alla base
Scrivo il numero partendo dall’ultimo quoziente ottenuto e aggiungendo i resti

                           Sistema di numerazione
                                binario (base 2)

        Come converto un numero da base binaria a base decimale?

                 Moltiplicando ogni cifra del numero
                 binario per la propria base elevata alla
                 posizione della cifra e sommando i valori
                 ottenuti

                                                                                 41
Esempio: conversione di base decimale→binario
Conversione di base da numero decimale a numero binario mediante la tecnica delle
divisioni successive. (10 e 2, al pedice dei numeri, indicano le basi)

    35     :       2
     1             17 :          2
                   1             8    :        2
                                 0             4 :           2
                                               0             2    :       2
                                                             0            1

                   (35)    10                (100011)         2
CONVERSIONE DI BASE – BINARIO→DECIMALE

La base dei numeri binari è 2, mentre la base dei numeri decimali è 10.

         Esempio di trasformazione di un numero binario in decimale

                   111002 = 1*24 + 1*23 + 1*22 + 0*21 + 0*20 = 2810

Ogni cifra binaria è moltiplicata per la base (2) elevata alla posizione
occupata dalla cifra. I prodotti sono poi sommati.
Il numero risultante è l’equivalente decimale.

Nota: Il numero che compare al pedice dell’ultima cifra indica la base del numero
Operazioni con i numeri binari

         SOMMA                            SOTTRAZIONE

0+0=0                        0-0=0
0+1=1                        0 - 1 = 1 facendosi prestare 1 da sinistra
1+0=1                        1-0=1
1 + 1 = 0 con riporto di 1   1-1=0

    MOLTIPLICAZIONE
                                             DIVISIONE

         0X0=0
                                       Si applicano le stesse
         0X1=0
                                     regole della divisione tra
         1X0=0
                                          numeri decimali
         1X1=1

                                                                          44
Una semplice divisione
                   111101 : 10

       1 1 1 0 0 1 1 0
       - 1 1           1 1 1 0 0
         - 1 0
          - - 0
                 - 1
                  1

L’equivalente in decimale è 57:2= 28 con resto 1

                                                   45
Il complemento a 1 e a 2 di un numero binario

                       Sostituisci zero
   Dato un numero                          Hai ottenuto il
                         con uno e
       binario                            complemento a 1
                         viceversa

                                            Somma 1 al
                                          complemento a 1
La sottrazione tra
due numeri, si può
anche eseguire         E’ il numero
sommando al          opposto a quello      Hai ottenuto il
“minuendo” il               dato          complemento a 2
complemento a 2
del “sottraendo”

                                                             46
LOGICA E ALGEBRA DI BOOLE

                            47
7 – LOGICA E ALGEBRA DI BOOLE

  Aristotele            Studia le forme del
(384-322 a. C)         ragionamento umano

                                                      Attribuisce alle
                         LA LOGICA               proposizioni (enunciati)
                      PROPOSIZIONALE                    due valori:
                  (Crisippo 281 – 204 a.C.)            Vero o Falso
                                                 (affermativo o negativo)

                 Descrive in forma algebrica
                  le espressioni della logica
                        proposizionale              George Boole
                 La sua Algebra è alla base         (1815 – 1864)
                    della progettazione di
                 circuiti elettronici digitali
                      (switching circuits)

INDICE
                                                                            48
LOGICA – I CONNETTIVI

   Gli enunciati si possono
        unire tramite i                E formano ……              Enunciati composti
       connettivi logici

                                      CONNETTIVI LOGICI

               E              O              NON          SE..ALLORA       SE E SOLO SE

INDICE
                                                                                          49
LOGICA … in simboli

            GLI Enunciati sono indicati con le
              lettere dell’alfabeto A, B, C,..

                I connettivi sono indicati con i
                       seguenti simboli

E (Λ)   O (V)               NON (¬)             Se….allora       Se e solo se
                                              IMPLICAZIONE   DOPPIA IMPLICAZIONE
                                                   (→)               (↔)

                                                                                   50
ALCUNI ESEMPI
A = piove; B = tira vento
Piove e tira vento              AΛB
Piove o tira vento              AVB
Non piove                       ┐A
Non tira vento                  ┐B
Non piove e non tira vento      ┐A Λ ┐B
Se piove tira vento             A→B
Piove se e solo se tira vento   A↔B

                                          51
TABELLE DI VERITA’

   TABELLA DI VERITA’ e             TABELLA DI VERITA’ o            TABELLA DI VERITA’ non
 A          B         AΛB          A        B        AVB                  A       ┐A
  F          F          F          F         F         F                  F        V
  F         V           F          F        V          V                  V        F
 V           F          F          V         F         V
 V          V           V          V        V          V
  TABELLA DI VERITA’ se ..allora              TABELLA DI VERITA’ se e solo se
             A→B                                         A↔B
  A          B        A→B                     A            B      A↔B
  F           F           V                   F            F          V
  F          V            V                   F            V          F
  V           F           F                   V            F          F
  V          V            V                   V            V          V
A e B sono enunciati semplici.

                                                                                             52
ALGEBRA DI BOOLE

Descrizione algebrica delle
     formule logiche

   Ai valori VERO o FALSO
     vengono sostituiti i
            numeri
             1o0

     Le variabili A,B, C,…
     assumono solo due           Gli operatori sono
     valori 1 o 0 e sono           AND, OR, NOT
      unite da operatori

                                                      53
ALGEBRA DI BOOLE – GLI OPERATORI

               I SIMBOLI DEGLIOPERATORI
                 NELL’ALGEBRA DI BOOLE

E ( ·)                    O (+)                    NON ( ̅ )
AND                        OR                       NOT

             Sono sufficienti tre soli operatori

                                                               54
REGOLE DI ALGEBRA DI BOOLE

REGOLE          OPERATORI
 0+0=0
 0+1=1        SOMMA LOGICA

 1+0=1              OR
 1+1=1               +
 0ˑ0 =0
 0ˑ1=0       PRODOTTO LOGICO

 1ˑ0=0             AND
 1ˑ1=1              ∙
  0=1           NEGAZIONE
  1=0              NOT
                    ─

                               55
TEOREMA DI DE MORGAN

       A+B = AB

       AB = A+B

                       56
CORRISPONDENZA TRA ALGEBRA DI BOOLE E LOGICA

              LOGICA                            ALGEBRA DI BOOLE
       Enunciati A, B, C, …                      Variabili A, B, C, …
                          VERO                                       1
     VALORE              FALSO               VALORE                  0
       CONNETTIVI LOGICI                        OPERATORI LOGICI*
 E                                  Λ      AND                             ·
 O                                  V      OR                              +
NON                                 ┐      NOT                                 ͞

* AND, OR, NOT sono chiamati anche funzioni fondamentali o operatori booleani

                                                                                   57
ALCUNI ESEMPI

LOGICA              ALGEBRA DI BOOLE
AΛB                       AB
AVB                       A+B
 ┐A                        A
┐AVB
 A→B
A↔B

                                       58
TABELLE DI VERITA’ NELL’ ALGEBRA DI BOOLE

     TABELLA DI VERITA’ AND                TABELLA DI VERITA’ OR

      A          B       A∙B                A         B        A+B
      0          0        0                  0        0            0
      0          1        0                  0        1            1
      1          0        0                  1        0            1
      1          1        1                  1        1            1

     TABELLA DI VERITA’ NOT

          A          A
          0          1
          1          0

A e B sono variabili che possono assumere solo due valori 1 o 0.

                                                                       59
TABELLE DI VERITA’ NELL’ ALGEBRA DI BOOLE

 TABELLA DI VERITA’ IMPLICAZIONE       TABELLA DI VERITA’ DOPPIA IMPLICAZIONE
              A→B                                        A≡B

    A        B      A→B                     A         B        A≡B
    0        0         1                    0         0          1
    0        1         1                    0         1          0
    1        0         0                    1         0          0
    1        1         1                    1         1          1

La tabella di verità dell’IMPLICAZIONE si può verificare con la relazione
                                     ≤
    Infatti le tre coppie che soddisfano la relazione (VERO = 1) sono
                                    0≤0
                                    0≤1
                                    1≤1
   La doppia implicazione è soddisfatta per A=B (o entrambe vere o
entrambe false); nell’Algebra di Boole prende il nome di EQUIVALENZA

                                                                                60
L’ ALGEBRA DEGLI INSIEMI

   E’’ possibile verificare le
proprietà dell’Algebra di Boole
attraverso un metodo grafico
            (visivo)

        Utilizzando …

     I Diagrammi di Venn

                                  61
DIAGRAMMI DI VENN

                           Insieme Universo

                          A è l’insieme in cui la
                          variabile (A) assume
         ̴A = FALSO = 0
                              valore 1 (vero)
                              ~A è l’insieme
                           complemento dove
                           la variabile assume
A = VERO = 1                  valore 0 (falso)

                                                    62
Rappresentazione con i diagrammi di Venn

   A       B                A             B

               A∩B                             AUB

       A                        A          B

                ̴A                  A → B = ̴A U B

                                                     63
CORRISPONDENZA TRA GLI OPERATORI

LOGICA     ALGEBRA DI BOOLE         VENN

 Λ               ˑ                     ∩
(e)         (prodotto)          (intersezione)
 V              +                      U
(o)          (somma)               (unione)
 ┐                ͞                     ̴
non         negazione         complementazione

                                                 64
8 - ALGORITMI
                                         Sono una sequenza finita di passi o
                                           istruzioni adatti a risolvere un
                                                      problema

                                                   Chi li esegue?

                    UOMO                           ESECUTORI                         MACCHINA
                                               Come si rappresentano?

            Linguaggio informale                                                  Linguaggio formale
         Tramite istruzioni scritte in                                         Tramite istruzioni scritte in
             linguaggio naturale                                                  codice (linguaggio di
           Linguaggi semi-formali                                                  programmazione)
               Tramite istruzioni
           rappresentate da segni
          grafici e in pseudo-codice

                                                 Come si realizzano?

                                  Con tre strutture di controllo fondamentali
Teorema di Bohm-Jacopini
                                         Sequenza – Selezione - Cicli                                          INDICE
                                                                                                                    65
Dal problema … al programma (CODICE)
            dall’esecutore uomo … all’esecutore macchina

PROBLEMA               ESECUTORE UOMO
                                                      Area in cui agisce l’uomo

                          ALGORITMO

    SEGNI GRAFICI         Come lo realizza?
                                               PSEUDO-CODICE

                      PROGRAMMA (CODICE)
                          Linguaggio Formale

                     ESECUTORE MACCHINA

                                                                                  66
L’ESECUZIONE DEL CODICE
                                    AREA IN CUI AGISCE LA MACCHINA
          PROGRAMMA

         COMPILATORE

           LINGUAGGIO
            MACCHINA

   ESECUZIONE DEL PROGRAMMA

    RESTITUZIONE DATI (RISULTATI)

        MONDO ESTERNO
Algoritmi con linguaggio grafico

                Inizio – Fine

          Operazione di ingresso – uscita dati

         Operazione di assegnazione valori – calcoli

          Operazione di decisione – confronto

                                                       68
LE STRUTTURE PRINCIPALI

                                                                             ISTRUZIONE

     F                  V
               ?                                 ?
                                                                                  ?

ISTRUZIONE 2
                       ISTRUZIONE 1           ISTRUZIONE

                                      MENTRE(?)ESEGUI ISTRUZIONE      RIPETI ISTRUZIONE FINCHE’ (?)
     SE (?) ALLORA ISTRUZIONE 1
      ALTRIMENTI ISTRUZIONE 2
                                                         FOR i =1,N
                                                        ISTRUZIONI
SEQUENZA E SELEZIONE BINARIA

                                     SELEZIONE BINARIA

Istruzione 1

Istruzione 2                   VERO                      FALSO
                                           condizione

Istruzione n
                                       PSEUDOCODICE
                            Se “la condizione è vera” Allora
                            istruzione del vero
                            Altrimenti
                            Istruzione del falso
SEQUENZA                    Fine del se
CICLO PRE-CONDIZIONALE

                                   CICLO PRE-CONDIZIONALE o del WHILE… DO

                                               CICLO DEL VERO

                                               PSEUDO-CODICE
                                  Mentre “la condizione è vera”
FALSO                 VERO
         condizione               Esegui “istruzione/i nel ciclo”

        ISTRUZIONE                MENTRE CONDIZIONE E’ VERA → ESEGUI CICLO
CICLO POST-CONDIZIONALE

                                    CICLO POSTCONDIZIONALE O DEL REPEAT UNITIL
                                                        O
                                                 CICLO DEL FALSO

                                                PSEUDO-CODICE
        ISTRUZIONE

                                   Ripeti istruzione/i

FALSO                 VERO         Finché “la condizione è falsa”
         condizione

                                        RIPETI CICLO → CONDIZIONE NON VERA

                                    A differenza del ciclo precedente, in
                                    questo caso la/e istruzione/i viene fatta
                                    almeno una volta a prescindere dal
                                    valore della condizione logica
CICLO ENUMERATIVO

              i=m                       CICLO DEL FOR o DO
                                                O
i= m,N, K                               CICLO ENUMERATIVO

                                            PSEUDO-CODICE
                              Per i che va da m a N con passo k esegui
             i=i+k            istruzioni del ciclo

                              i è la variabile contatore del ciclo
                               m è il valore di inizio di i (in genere 1)
                              N è il valore finale di i
                              K è il passo ovvero l’incremento da dare a
            istruzione
                              i (se sottinteso vale 1).
INTERNET
                                                                                            INDICE

                                            INTERNET

                                     E’ un insieme di reti
                                     diverse connesse tra
                                              loro

                         QUALI SONO?

       PAN                   LAN                             MAN                WAN - GAN
Private Area Network   Local Area Network         Metropolitan Area Network   Wide Area Network

                               RETI LOCALI                                       RETI ESTESE AD UNA
        RETI PRIVATE                                    RETI ESTESE A TUTTA
                          (SCUOLE, FEBBRICHE,                                          NAZIONE
             (CASA)                                          UNA CITTA’
                               UFFICI,..)                                           CONTINENTE

                                                                                                  74
Architettura di Rete
Rete telefonica, Antenne,
 Modem/Router, Switch,                     Sono connessi tra loro
           Hub,                                  mediante

            Si scambiano          I componenti di una rete
        informazioni tramite        PC, Mainframe, Server, Tablet,
                                     Smartphone, Work Station,..

       Protocolli di                                                 Regole standard
                                            Che sono ….              che valgono per
      Comunicazione
                                                                           tutti

                                                                                       75
Alcuni componenti della rete
Switch: collega Host (computer) diversi con instradazione dei messaggi

Router: permette di instradare (to route) verso l’Host o la rete

Gateway: è uno strumento che collega reti diverse tra loro eseguendo le conversioni di
protocollo

Client: computer collegato ad un server e al quale fa richiesta di opportuni servizi

Server: computer con grande memoria adibito alla prestazione di servizi richiesti dal
client

Firewall: è un sistema hardware o software per prevenire accessi non autorizzati ad
una rete privata

Backbone: grande dorsale di comunicazione (in fibra ottica) a banda larga

Server- Farm: insieme di computer server di elevata potenza collocati in un unico
ambiente
Architettura di Internet

                           MAN                               Gli operatori del Backbone
           ISP locale                                        sono AT&T e SPRINT che
                                                             gestiscono migliaia di
                                                             Router collegati con fibre
                                                             ottiche

POP (Point Of Presence)
                                                                                 NAP
                                                                               Network
                                                                             Access Point
                                WAN - GAN                                    COLLEGANO
                                                                             I BACKBONE

                                                                    Server Farm

   PAN                    LAN
IL MODELLO CLIENT - SERVER

La RETE (Internet)

   Si basa sul ..

    Modello
 Client - Server

    perché è
  possibile uno ..

    Scambio
                                                 Il Client può
   reciproco
                                                   diventare
  delle risorse                infatti
                                                    Server e
  Hardware e
                                                   viceversa
   Software
                                                                 78
PROTOCOLLI DI COMUNICAZIONE
                                                                     Garantisce il
                                                                 trasferimento sicuro
                                  HTTPS
                                                                        dei dati

                             PROTOCOLLI
          FTP                    DI                                          HTTP
                           COMUNICAZIONE

      Usato per …                                                         Usato per …

                                 TCP/IP
   Trasferire file da un
 computer all’altro o da
       un sito WEB                                                 Trasferimento delle
                               Usato per …                          pagine WEB nelle
                                                                   applicazioni Client -
                                                                          Server
        mediante
                           Assicurare il corretto   TCP/IP Trasmission Control Protocol/Inetrnet Protocol
Autenticazione (Account:    trasferimento dei       FTP File Transfer Protocol
                                                    HTTP Hyper Text Transfer Protocol
username e password)            pacchetti di        HTTPS HyperText Transfer Protocol over Secure Socket Layer
Senza autenticazione         comunicazione

                                                                                                        79
LA GRANDE RAGNATELA MONDIALE

     WWW
 World Wide Web

      Definita come …

Struttura Ipertestuale                                    Programmi detti
 composta da milioni               Per navigare uso …   Sfogliatori (Browser)
                                                        Google Chrome, Internet
       di pagine                                        Explorer, Mozilla Firefox)

     Le pagine web si                                   Per facilitare la ricerca dei
     formano con …                                            siti web uso …

  Linguaggio HTML
 Hyper Text Markup Language
                                                          Motori di ricerca
                                                         (Google, Yahoo, ..)

                                                                                        80
TECNOLOGIA 3G (40 Mbit/s)
                                                                 TECNOLOGIA 4G (150 Mbit/s)
                                                                     (per telefonia mobile)

  ACCESSO ALLA RETE                           Wireless
                                                                        WiMAX
                                                                         WiFi
         tramite

                                               Rete telefonica
 Fornitori di Servizi (ISP)
                                   mediante
Internet Service Provider
                                                                             ADSL
                                                                       Asymmetric Digital
                                  Fibra ottica                           Subscriver Line

     Telecom Italia                                                 Tecnologia che consente
     windInfostrada           Per collegamenti veloci                   diverse velocità di
        Fastweb                 1Gb/s in download                   trasmissione dati in fase
                                                                       di downstream (più
         Linkem                                                        veloce)e upstream
            …                                                                (Mbit/s)

                                                                                            81
DOCUMENTI – RISORSE                              http è il protocollo usato
    Presenti in rete                              www indica che il sito si trova
                                                  sul Worl Wide Web
                                                  Istruzione dominio di secondo
                                                  livello (indica chi gestisce il sito)
                                                  it è il dominio di primo livello
    sono identificati da …..                      (appartenenza geografica o
                                                  riferita alla tipologia del sito)

          URL
Uniform Resource Locator

            esempio            http://www.istruzione.it

                                                                                    82
Indirizzo IP
IP (Internet Protocol Address) o indirizzo di rete è l’indirizzo
che identifica ogni componente (computer, rete, ..) della rete.
E’ composto da un insieme di 4 numeri compresi tra 0 e 255
separati da un punto
                       192.168.45.234
Può essere dinamico o statico

DNS (Domain Name System) assegna ai nomi di dominio un
indirizzo IP
     www.dellaporta.it assegna ad esempio 191.68.45.90
SERVIZI

                       BLOG: sito , diario personale,       E-learning
                              aperto a tutti              Apprendimento
BLOG E FORUM         FORUM:spazio pubblico sul web di   Corsi di formazione
                         confronto aperto a tutti        Lauree a distanza

     Chat e                Colloquio in tempo
Videoconferenze           reale tra utenti della
                                   rete
                                                            E-commerce
                                                        Rapporti commerciali
                         Chiamate telefoniche              tramite la rete
     VoiP
                        vocali e videochiamate

Posta elettronica       Permette lo scambio di
                                                               E-baking
    E-MAIL              informazioni tra utenti
                                                         Servizi di banche e
                                                              promotori
                          Consente di navigare            finanziari offerti
     www                 tra le risorse della rete           tramite rete

                                                                               84
LA SICUREZZA E LA PROTEZIONE DEI DATI

                                                                         Attivando Firewall
                                   SICUREZZA NELLA RETE               Istallando un Antivirus
                                                                        Inserendo Password
                                      PROTEZIONE DATI                    Usando Crittografia
                                                                         Non lasciando dati
                                                                         personali sui Social
Può essere minata da..                                                 Non tenere un profilo
                                          Ci proteggiamo ..
                                                                          aperto sui Social
                                                                         Non rispondere alle
    MALWARE                                                                 provocazioni
Virus, Worm, Horse                                                   Segnalando ai genitori e
trojan, Spyware                                                     insegnanti ogni anomalia
     PERSONE POCO                                                            riscontrata
   RACCOMANDABILI
                                    Quando visiti siti non sicuri
                                     Scaricando musica o file
                                      multimediali di dubbia
                                           provenienza
                                     Aprendo allegati di posta
  Che entrano nel sistema ..        elettronica non attendibili
                                    Chattando con sconosciuti
                                     Accettando amicizie dagli
                                       sconosciuti sui Social

                                                                                          85
Postazione ai Videoterminali
Testo Unico della Sicurezza n. 81 del 9/4/2008

                                                 86
APPENDICE

            87
Multipli del Byte

            100 = 1 B                                              BYTE                 [B]
            103 =1000 B                                            KILOBYTE             [KB]
            106 = 1.000.000 B                                      MEGABYTE             [MB]
            109 = 1.000.000.000 B                                  GIGABYTE             [GB]
            1012 = 1.000.000.000.000 B                             TERABYTE             [TB]

Per adeguarsi al Sistema Internazionale, i multipli sono espressi come potenze di 10.

                                                                                               88
POTENZE IN BASE 2

20     1                     211        2.048
21     2                     212        4.096
22     4                     213        8.192
23     8                     214        16.384
24     16                    215        32.768
25     32                    216        65.536
26     64                    217       131.072
27    128                    218       262.144
28    256                    219       524.288
29    512                    220      1.048.576
210   1.024                  230    1.073.741.824
                             240   1.099.511.627.776
Algoritmo per il calcolo del massimo tra due numeri

                            Leggi M,N

                              M =?
                              N=?

                     VERO               FALSO
                              M>N

    Scrivi M = Max                              Scrivi N=max
Algoritmo in pseudocodice

Algoritmo per il calcolo del massimo tra due
numeri

Inizio
Inserisci Variabili M,N
Dichiara M,N come numeri reali
          Assegna un valore ad M
          Assegna un valore a N
                    Se (M>N) Allora
                             Scrivi “M è il massimo”
                    Altrimenti
                             Scrivi “N è il massimo”
                    Fine del Se
Fine
Algoritmo per il calcolo della potenza m-esima
                                         di un numero N intero diverso da 0 con un
               N,m,Q,i
                                         ciclo FOR (ciclo enumerativo)

              N=?; m=?

      VERO        m = 0?         FALSO

                                  FALSO                     VERO
Q=1                                            m = 1?

                           Q←N
                                                                   Q=N
                           i=1

             For i=1,m

       Q=Q*N

                                                Q
        i←i+1
PSEUDO-CODIFICA
Inizio
           Leggi le variabili Q,N, m, i
           dichiara le variabili come numeri interi
                      Se(m=0) allora Q=1
                      Altrimenti
                                 Se(m=1)Allora
                                                      Scrivi Q=N
                                           Altrimenti
                                                      Assegna a Q il valore di N
                                                      Poni i = 1
                                           Esegui il ciclo per i che va da 1 a m
                                           Assegna a Q il valore Q*N
                                           Assegna a i il valore i+1
                                           Prossima
                                 Fine del se
                       Fine del se
           Scrivi Q
Fine
Nota: le aree contornate di colore diverso nel flow-chart corrispondono ai colori delle
istruzioni scritte nello pseudocodice.
PICCOLO GLOSSARIO DI TECNOLOGIE INFORMATICHE
•   Account            Profilo di un utente a cui si accede in genere con username e password
•   Analogico (segnale)              Segnale elettrico che segue le stesse variazioni della grandezza che
                                     rappresenta
•   Array              Insieme di dati organizzati in sequenza (vettore) o in una matrice
•   Back-up            Memorizzazione di file, programmi e cartelle su supporti esterni al fine di
                       garantirne la sicurezza e la reperibilità
•   Banda larga        Tecnologia di Internet che utilizza fibre ottiche per ottenere maggiore velocità di
                       trasmissione e ricezione di informazioni (Gbit/s)
•   BOOT               Fase di avvio del computer
•   Case               Involucro esterno di un computer
•   Casuale            Sequenza di numeri generati in modo probabilistico utilizzati nella
                       simulazione al computer
•   Chipset            Insieme di dispositivi sulla scheda madre che controllano il traffico
                       d’informazioni sul BUS.
•   Cibernetica        Si occupa di realizzare macchine capaci di sostituire l’uomo nella sua funzione di
                       controllo e di guida di macchine e impianti (robotica)
•   Cloud computing Permette di usare risorse hardware e software in rete
•   Cookie             File di testo nei quali il browser memorizza i dati di navigazione dell’utente
•   Database           Archivio elettronico organizzato in modo da facilitare la memorizzazione e la
                       ricerca delle informazioni
•   Digitale (segnale) Segnale composto da sequenze di bit
•   DNS                Demain Name System –sistema che associa indirizzi IP ai nomi di dominio
•   Firmware           Insieme dei programmi installati dal produttore, presenti sul computer e
                       non modificabili

                                                                                                        94
PICCOLO GLOSSARIO DI TECNOLOGIE INFORMATICHE
•   GPS             Global Positioning System- sistema di rilevamento della posizione costituito
                    da satelliti orbitanti attorno alla terra e da un terminale mobile
•   GPU             Graphic Processing Unit - CPU della scheda video
•   HDMI            (High Definition Multimedia Interface) - porta per il collegamento di video
                    -proiettori
•   Industria 4.0   Applicazioni Informatiche riguardante settori propri dell’industria;
                    miglioramento dei processi produttivi, controllo, sicurezza,…
•   IoT             (Internet delle Cose)-evoluzione delle applicazioni di Internet riguardante
                    svariati ambiti (monitoraggio del traffico, dei segnali
                    biologici, …)
•   AI              Intelligenza Artificiale-insieme delle tecnologie capaci di risolvere problemi
                    utilizzando il metodo di ragionamento proprio della mente umana
•   IP              Indirizzo Internet di un computer o di una rete
•   ITC             L’insieme delle tecnologie adibite alla comunicazione e all’informatica
•   Kernel          Programma centrale di un sistema operativo
•   Laptop          Piccolo computer portatile

                                                                                                95
PICCOLO GLOSSARIO DI TECNOLOGIE INFORMATICHE

•   Layout         In informatica rappresenta la disposizione dell’impaginazione di un testo o
                   della grafica di una videata
•   LSB            Last Significant Bit (ultima cifra a destra di un numero binario)
•   Mainframe      Computer potente di grande memoria utilizzato per scopi speciali
•   Motore Grafico Software adibito allo sviluppo di video 2D-3D ad elevate prestazioni
•   MSB            Most Significant Bit (prima cifra a sinistra di un numero binario)
•   Network        Rete di telecomunicazione in cui le informazioni digitali vengono trasmesse
                   da un nodo all’altro
•   North Bridge   Connessione sulla scheda madre tra CPU, RAM , scheda video e South
                   Bridge
•   OLED           Organic Light Emition Diode – dispositivi ad emissione di luce fabbricati con
                   elementi organici utilizzati negli schermi
•   Open Source    Programmi avente licenza gratuita e liberamente scaricabili
•   Overclock      Andare oltre la frequenza di clock di una CPU per migliorarne le prestazioni
•   Path           Percorso che indica dove è collocato il file di interesse
•   PEC            Posta Elettronica Certificata
•   PEO            Posta Elettronica Ordinaria

                                                                                              96
PICCOLO GLOSSARIO DI TECNOLOGIE INFORMATICHE

•   Phishing        Tentativo di rubare i dati sensibili simulando una posta elettronica simile a
                    quella di un Ente o di un sito conosciuto
•   Plotter         Periferica d’uscita di grandi dimensioni utilizzata per la stampo di disegni
                    tecnici
•   Pop-up          Finestre che si aprono involontariamente durante la navigazione
•   Record          Insieme di informazioni registrate su un supporto per la memorizzazione
•   Reti Neurali    Reti informatiche il cui funzionamento si basa su modelli biologici
•   Server          Computer di grandi dimensioni in cui sono memorizzate pagine Web a
                    servizio dei Client
•   Software Houses Aziende produttrici di software (Adobe, Microsoft,..)
•   South Bridge    Connessione (HUB) sulla scheda madre con Porte, componenti (più lenti) e
                    il North Bridge
•   Spam            Invio di posta indesiderata
•   SSD             Memorie a stato solido

                                                                                                97
PICCOLO GLOSSARIO DI TECNOLOGIE INFORMATICHE

•   Tecnologia 4G   Tecnologia che prevede l’utilizzo, nella trasmissione e ricezione di immagini,
                    di applicazioni multimediali e collegamenti veloci in Internet
•   Tecnologia 4K   Standard per la televisione ad alta definizione (HD)
•   Tecnologia CMOS Tecnologia utilizzata prevalentemente per realizzare chip elettronici digitali
•   Upgrade         Aggiornamento automatico dei programmi
•   VLSI            Very Large Scale Integration (chip a larga scala di integrazione, oltre 10000
                    componenti)
•   WiFi            Tecnologia per comunicazioni senza cavo
•   Wimote          Dispositivo di controllo della console Nintendo Wii
•   Worm            Memorie ottiche, scritte una volta e lette un numero limitato di volte
•   Work station    Stazione di lavoro con computer ad alte prestazioni
•   ZIF             Zero Inserction Force – alloggiamenti per CPU in cui il microchip viene
                    inserito e disinserito facilmente

                                                                                                98
FINE PRESENTAZIONE

                     99
Puoi anche leggere