Si dice algoritmo una sequenza di istruzioni che può essere impiegata in un'attività di elaborazione

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29/05/17
Modulo 1- Lezione 1 di 4
Concetti di Base della teoria dell’Informazione
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Si dice algoritmo una sequenza di istruzioni
che può essere impiegata in un’attività di
elaborazione dei dati.
Un algoritmo è costituito da una serie di passi,
ognuno dei quali è semplice e porta alla
risoluzione del problema.
In un algoritmo è possibile definire dei cicli,
che ripetono più volte i passi, e delle
condizioni: in pratica alcuni passi possono
essere eseguiti solo sotto determinate
ipotesi.
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Esempio: scrivere un algoritmo che individua il
maggiore di una serie.
L’algoritmo accetta in ingresso una serie di
numeri (input), e produce in uscita un
risultato (output).
Per rappresentare gli algoritmi utilizziamo la
rappresentazione a pseudocodice, la quale
descrive in linguaggio naturale le operazioni
che descrivono l’algoritmo.
Algoritmo NumeroMaggiore
Input: elenco non vuoto di numeri (E)
Output: il maggiore dei numeri in E
maggiore " E
1
Per ogni numero in E fai
Se numero > maggiore, allora
maggiore " numero
Restituisci maggiore
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maggiore = E
1
Leggi numero
successivo
numero
No
>
maggiore
Si
maggiore = numero
Si Ci sono
altri
numeri?
No
output maggiore
Nel sistema di numerazione decimale vengono
usate 10 cifre.
All’interno di un calcolatore le cifre vengono
memorizzate in un circuito elettronico che
può assumere solo 2 stati: assenza o
presenza di corrente, o in altre parole “0” e
“1”.
Questo sistema di rappresentazione è detto
sistema binario, poiché si basa su due sole
cifre.
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Il sistema di numerazione decimale e binario
possono essere “collegati”, vediamo un
esempio.
Sistema decimale Sistema binario
0 0
1 1
2 10 = 1*21+ 0*20
3 11 = 1*21+ 0*20
4 100 = 1*22+ 0*21+ 0*20
… …
Per convertire un numero binario in un numero
decimale basta sommare le varie potenze di
due corrispondenti alla cifra binaria.
10011010010=
1 x 210 + 0 x 29 + 0 x 28 + 1 x 27 + 1 x 26 + 0 x
25 + 1 x 24 + 0 x 23 + 0 x 22 + 1 x 21 + 0 x 20 =
1 x 1024 + 0 x 512 + 0 x 256 + 1 x 128 + 1 x 64
+ 0 x 32 + 1 x 16 + 0 x 8 + 0 x 4 + 1 x 2 + 0 x
1 = 1234
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Per convertire un numero da decimale a binario basta
dividere esaustivamente il numero decimale e utilizzare i
resti, scritti al contrario. Ad esempio, usando 1234
1234 : 2 = 617 resto: 0
617 : 2 = 308 resto: 1
308 : 2 = 154 resto: 0
154 : 2 = 77 resto: 0
77 : 2 = 38 resto: 1
38 : 2 = 19 resto: 0
19 : 2 = 9 resto: 1
9 : 2 = 4 resto: 1
4 : 2 = 2 resto: 0
2 : 2 = 1 resto: 0
Quoziente = 1 # Numero: 10011010010
Il computer per rappresentare i caratteri usa la
codifica ASCII (American Standard Code for
Information Interchange). Questa codifica
associa a ogni carattere un numero (da 0 a
255). Questo significa che il computer
utilizza 8 bit (1 byte) per rappresentare ogni
carattere.
Nella codifica ASCII possiamo trovare simboli
speciali, numeri, segni di punteggiatura,
lettere accentate.
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Un’immagine all’interno di un computer viene
memorizzata tramite la modalità bitmap
(mappa di caratteri).
Questa modalità scompone l’immagine nei
singoli punti che la compongono, detti pixel.
Ad ogni pixel viene associato un colore, il
quale è suddiviso in 3 componenti: R (Red), G
(Green) e B (Blue).
A ognuno di questi componenti viene attribuito
un valore da 0 a 256, chiamato spazio.
Unendo i 3 livelli possiamo ottenere fino a 26
milioni di sfumature differenti.
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Quindi ogni immagine bitmap è costituita da
triplette di byte RGB. Visto che ogni
componente viene definito da 1 byte (8 bit),
ogni pixel è costituito da 24 bit, ed è questo
il motivo per cui questa modalità di
rappresentazione delle immagini è chiamata
Bitmap a 24 bit.
Tuttavia esistono delle ottimizzazioni che
consentono di ridurre l’utilizzo di spazio di
memoria da parte dell’immagine.
$ Compressione senza perdita di informazioni.
Un tipico esempio è il formato TIFF (Tagged
Image File Format), il quale elimina tutte le
ridondanze nei bit delle immagini.
$ Compressione con perdita di informazioni.
Un tipico esempio è il formato JPEG (Joint
Photographic Experts Group): in questo caso
vengono tolte dall’immagine tutti quei
dettagli che possono essere trascurati,
poiché l’occhio umano non riesce a catturarli
perfettamente. E’ il formato utilizzato
maggiormente dalle fotocamere digitali.
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Come già detto, il computer è in grado di
comprendere solo gli stati binari “0” e “1”.
Così come per i numeri decimali, possiamo
eseguire delle operazioni tra bit, tramite
appositi operatori.
I tre principali operatori logici sono AND, OR e
NOT e ogni attività sul computer si basa su di
essi.
L’operatore NOT è il più semplice e opera solo
su un bit.
Il suo compito è quello di invertire il valore del
bit, trasformandolo da 0 a 1 e viceversa.
Cioè:
NOT 0 = 1
e
NOT 1= 0
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L’operatore AND accetta due bit e restituisce
come risultato 1 se e solo se entrambi i valori
che gli abbiamo sottoposto sono uguali a 1.
0 AND 0 = 0
AND 0 1
0 AND 1 = 0
0 0 0
1 AND 0 = 0
1 0 1
1 AND 1 = 1
L’operatore OR accetta due bit e restituisce
come risultato 1 almeno uno dei valori che
gli abbiamo sottoposto è uguale a 1.
0 OR 0 = 0
OR 0 1
0 OR 1 = 1
0 0 1
1 OR 0 = 1
1 1 1
1 OR 1 = 1
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Un linguaggio di programmazioneè un linguaggio formale
dotato di una sintassi ben definita per scrivere programmi per
calcolatori, in una forma più vicina al linguaggio umano
scritto: l'alternativa sarebbe scrivere direttamente le
istruzioni nel codice macchina del particolare processore, un
compito improponibile per programmi meno che
semplicissimi.
In matematica, logica, informatica e linguistica, linguaggio
formale si intende un insieme di stringhe di lunghezza finita
costruite sopra un alfabeto finito, cioè sopra un insieme finito
di oggetti tendenzialmente semplici che vengono chiamati
caratteri, simboli o lettere.
Ogni linguaggio di programmazione possiede:
$ una sintassi, cioè l'insieme delle regole che una porzione di
codice deve seguire per essere considerata conforme a quel
linguaggio
$ una semantica, cioè l'insieme delle regole di associazione tra
costrutti del linguaggio sintatticamente corretti e le relative
azioni univoche ad esse associate
Vediamo un elenco dei più famosi linguaggi di programmazione:
Fortran (1957) Basic (1964) Pascal (1970)
C (1972) C++ (1986) Java (1995)
Cobol Visual Basic SQL
HTML Javascript VBScript
XML
Programmare in un dato linguaggio di programmazione
significa generalmente scrivere uno o più semplici file
di testo, chiamato codice sorgente.
Ad esempio questo è un programma scritto in C:
#include<stdio.h>
intmain(void)
{
printf("HelloWorld!\n");
return0;
}
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