Corso di Laurea in Biotecnologiecorso di

InformaticaPaolo MereghettiDISCo – Dipartimento di Informatica, Sistemistica e Comunicazione

Scopo del Corso• Introduzione al mondo

dell’informatica e all’utilizzo dei calcolatori

• Fornire – Le conoscenze di base necessarie

alla comprensione della materia (aritmetica binaria, logica, sistemi operativi, ...)

– Fondamenti di programmazione (algoritmo, funzione, linguaggio C, ...)

– Le nozioni fondamentali riguardanti i più diffusi strumenti applicativi  per consentire agli studenti di sfruttare le potenzialità degli odierni calcolatori

• Esercitazioni in laboratorio

Programma del CorsoIn aula

–Storia degli elaboratori–Rappresentazione dell’informazione–Architettura degli elaboratori–Sistema Operativo–Reti di elaboratori–Servizi Internet–Concetto di algoritmo–Programmazione strutturata–Pseudo-codice–Linguaggi di programmazione –Il linguaggio C

In laboratorio –Windows: gestione file, gestione risorse, applicazioni–Internet, posta elettronica–Word, Power Point, Excel–Programmazione in linguaggio C

Dove, Quando e Chi• Lezioni frontali

– 24 ore suddivise in 12 lezioni da 2 ore

– Dove: Aula U3-01– Quando: Lunedì mattina 10.30 –

12.30– Chi: Paolo Mereghetti

• Laboratorio– 12 ore suddivise in 4 esercitazioni

da 3 ore, organizzati in 3 turni– Dove: Lab-X edificio UK– Quando: seguirà a “breve” il

calendario– Chi: Paolo Mereghetti, ???, ???

Calendario delle LezioniGiorno Argomento

lunedì, 3. ottobre 2005 Lezione 1 Introduzione al corso e all'informatica

lunedì, 10. ottobre 2005 Lezione 2 Architettura degli elaboratori - HW 1

lunedì, 17. ottobre 2005 Lezione 3 Architettura degli elaboratori - HW 2

lunedì, 24. ottobre 2005 Lezione 4 Architettura degli elaboratori - SW 1

lunedì, 31. ottobre 2005 Ponte Santi

lunedì, 7. novembre 2005 Lezione 5 Architettura degli elaboratori - SW 2

lunedì, 14. novembre 2005 Lezione 6 Architettura degli elaboratori - SW 3

lunedì, 21. novembre 2005 Lezione 7 Rappresentazione dell'informazione 1

lunedì, 28. novembre 2005 1° Compitino

lunedì, 5. dicembre 2005 Lezione 8 Rappresentazione dell'informazione 2

lunedì, 12. dicembre 2005 Lezione 9 Programmazione 1

lunedì, 19. dicembre 2005 Lezione 10 Programmazione 2

lunedì, 26. dicembre 2005 Vacanze di Natale

lunedì, 2. gennaio 2006 Vacanze di Natale

lunedì, 9. gennaio 2006 Lezione 11 Programmazione 3

lunedì, 16. gennaio 2006 Lezione 12 Programmazione 4

lunedì, 23. gennaio 2006 2° Compitino

Modalità d’Esame• Per il riconoscimento dell’esame si

deve superare– Prova scritta (sugli argomenti trattati

a lezione)– Prova orale (domande e commenti

sullo scritto + argomenti trattati a lezione)

– Consegna e discussione di un elaborato sugli argomenti trattati in laboratorio

• C’è la possibilità di sostenere delle prove intermedie (2 compitini) che sostituiscono la prova scritta– Sufficienza in entrambi– Recupero parte insufficiente negli

appelli ufficiali– NON sostituiscono la prova orale

Modalità d’Esame• Appelli ufficiali

– Le date verranno pubblicate sul sito del Dipartimento di Biotecnologie e Bioscienze

http://www.btbs.unimib.it/e sul sito del corso

• Compitini– 1° compitino (lunedì 28

novembre 10.30 – 12.30)– 2° compitino (lunedì 23

gennaio 10.30 – 12.30)

Materiale Didattico• Testi

– S. Ceri, D. Mandrioli, L. Sbatella, “Informatica: arte e mestiere”, 2° edizione, McGraw-Hill, 1999

– D. P. Curtin, K. Foley, K. Sen, C. Morin, “Informatica di base”, 2° edizione, McGraw-Hill, 2002

• Sito del corso:

http://www.lintar.disco.unimib.itpercorso:Didattica Formazione

• Trovate– Lucidi delle lezioni– Testo esami (laboratorio)– Date appelli esame– ...

Orario Ricevimento• Quando

– giovedì pomeriggio dalle 15.30 alle 17.30

• Dove– Stanza 462 (sala dottorandi)– DISCo – Dipartimento di

Informatica, Sistemistica e Comunicazione

– edificio U7 – 4° piano

• e.mail– mere@disco.unimib.it

Introduzione all’Informatica

Cos’è l’Informatica?Computer Science (inglese)

Scienza dell’Informazione (italiano)

informaticamazione

auto

Informatica: Informazione + automatica

• Informazione: Insieme di entità astratte, che raccolgono ‘conoscenza’ derivata dalla descrizione ed interpretazione del mondo (materiale o immateriale)

• Es.: un libro, una sinfonia, un quadro, un insieme di dati relativi agli studenti di un corso di laurea

• NB Informazione (es. Sequenza di eventi) rappresentazione dell’info su supporto materiale (es. Romanzo)

Rappresentazione dell’informazione• Trascrizione e registrazione

dell’informazione su supporti materiali (es. Libro scritto, CD che contiene un melodia, insieme di schede che mantengono le informazioni relative agli studenti)

• Secondo una opportuna codifica– convenzioni di

rappresentazione ... di testi e caratteri (codice ASCII), numeri, suoni, immagini

– formato del supporto materiale (es. CD vs libro)

– struttura di una scheda anagrafica (es. Studente vs sua scheda)

• La stessa informazione può essere rappresentata in diversi modi

Il calcolatore• Supporto per la rappresentazione di

informazione. Un calcolatore può raccogliere un’elevatissima quantità di dati (es: tutto l’archivio del British Museum)

• Supporto ‘attivo’. Un calcolatore può:– Rendere disponibili questi dati in modo

“istantaneo”, con prospettive diverse a utenti diversi e in diversi luoghi del mondo

– Ad esempio • Permettendo a utenti di tutto il mondo di

collegarsi a parti delle informazioni del BM via Internet

• Lasciando altre informazioni private (accessibili solo all’amministrazione del museo)

– Elaborare automaticamente la rappresentazione dei dati in modo da

• Presentarli in modo diverso a diversi soggetti (es. a seconda della fascia d’età)

• Inferire informazioni strutturate dai dati elementari

• Prendere delle decisioni in base alle proprietà degli oggetti rappresentati

Tecnologia e Calcolatore• Peculiarità del calcolatore rispetto

ad altri dispositivi (ad es. VideoRegistratore) Programmabilità : capacità di specializzare il dispositivo per attività complesse di elaborazione dell’informazione

• Settore in continua evoluzione e sviluppo – Chi non conosce i principi generali di

funzionamento può usarlo ma NON in modo consapevole ed efficacie

– Non è però necessario avere una conoscenza dettagliata del funzionamento di ogni dispositivo e di tutte le sue versioni per farne un uso efficace

Calcolatore e Pallottoliere• Consente di rappresentare

informazioni – informazione: due numeri da

addizionare– rappresentazione

dell’informazione: gruppi di dischetti che rappresentano ciascun numero

• Consente di elaborare le informazioni: manipolare gruppi di dischetti in modo da ottenere un unico gruppo che rappresenti il risultato finale

Il calcolatore• Permette di rappresentare

informazione di natura estremamente più varia – Dati di vario tipo (immagini, numeri,

suoni, testo, etc.)– Algoritmi per elaborare i dati (come

sommare due numeri, come impaginare correttamente un testo, etc.)

• La rappresentazione è uniforme: Ogni tipo di informazione è rappresentata da una sequenza di 0 e 1

• La parte del calcolatore che realizza l’elaborazione è in grado di interpretare e realizzare i passi richiesti dagli algoritmi (i calcolatori sono dispositivi ‘general purpose’)

Calcolatore: dispositivo programmabile

• Per specializzare il calcolatore per un nuovo compito è sufficiente – Immaginare un nuovo algoritmo– Rappresentare l’algoritmo in

modo che sia comprensibile alla macchina (cioè scrivere e fornire al calcolatore il programma che realizza quell’algoritmo)

– Chiedere alla macchina di decodificare il programma (cioè risalire dalla codifica ai passi di cui è composto) ed eseguirlo (cioè portare a termine i passi richiesti)

Rappresentazione dell’informazione• Per la medesima informazione

sono possibili varie rappresentazioni – Es. Testo scritto su carta o

registrato su rastro

• Due rappresentazioni R1 e R2 sono equivalenti se data R1 è possibile ricavare R2 e viceversa– Es. Trascrizione del testo data la

sua registrazione e viceversa

• Scelta della rappresentazione– Spesso convenzionale ... ma

spesso la scelta della convenzione è legata a determinati vincoli

– Es. Rappresentazione binaria negli elaboratori

Codifica dell’informazione• Processo di associazione

di informazioni a configurazioni di bit

• È una convenzione ma deve necessariamente essere condivisa tra chi deve condividere l’informazione

Introduzione all’informatica ... in una slide!

• Saper definire e descrivere i seguenti concetti e le eventuali relazioni tra essi– Informatica– Informazione– Rappresentazione

dell’informazione– Calcolatore come supporto di

• Memorizzazione dell’informazione

• Elaborazione dell’informazione

– Calcolatore come dispositivo programmabile

– Algoritmo, Programma, Applicazione software

– Rappresentazione binaria dell’informazione

– Codifica

Breve storia dell’elaboratore• Nel 1642 Blaise Pascal, matematico

e filosofo francese, progettò un prototipo di macchina (Pascalina) per l’esecuzione di addizioni e sottrazioni in modo meccanico

• Nel 1671, il tedesco Gottfried Wilhelm Leibniz inventò un meccanismo per eseguire meccanicamente le quattro operazioni. Per effettuare moltiplicazioni e divisioni Leibniz introdusse un meccanismo di base, detto traspositore, realizzato mediante una serie di cilindri a denti scalati

I calco

lato

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Breve storia dell’elaboratore• Nel 1800 Charles Babbage, un matematico

e ingegnere inglese ideò la prima macchina programmabile, detto Macchina Analitica (Analytical Engine), riconosciuta come l'antenato per eccellenza del moderno calcolatore elettronico. Questa macchina costituisce infatti uno strumento di calcolo "universale" le cui operazioni possono essere di volta in volta specificate insieme ai dati da elaborare.

La Macchina Analitica rappresentava un progetto estremamente innovativo, ma la complessità e la precisione richiesta per i suoi meccanismi e la mancanza di fondi resero impossibile la realizzazione concreta di tale strumento

• Ada Augusta Byron, figlia del poeta George Byron, collaborò con Babbage seguendo i progetti della Macchina Analitica e arricchendo con numerosi ed importanti contributi il concetto di programmazione

I calco

lato

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Breve storia dell’elaboratore• L’informazione numerica comincia ad

essere rappresentata ed elaborata mediante segnali elettrici

• Concetto di porta logica (circuito) e rete logica (combinazione di circuiti)

• Nei primi anni del ventesimo secolo furono sviluppati i primi calcolatori eletromeccanici, basati sulla tecnologia elettronica delle valvole termoioniche (tubi elettronici)

• Lo scienziato di origine ungherese John von Neumann, collabora alla definizione dell' ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) riconosciuto come il primo vero prototipo dei moderni elaboratori elettronici

Dalla

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Breve storia dell’elaboratore• Le reti logiche hanno consentito di

implementare ed unificare il calcolo aritmetico e il calcolo logico. In questo modo il calcolatore, durante il corso di una elaborazione, sulla base dell’analisi dei risultati intermedi, può saltare direttamente da una istruzione all'altra. Il calcolatore diventa così elaboratore, capace cioè di eseguire non solo operazioni aritmetiche ad alta velocità, ma di prendere decisioni, previste da un programma creato dall'uomo

• Miniaturizzazione!Valvole termoioniche transistor circuiti integrati su piastrine di silicio

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