Riassunto: Fondamenti di informatica

📋 Schema del Corso

1. Algoritmi, input e output
2. Sistemi binario, decimale ed esadecimale
3. Bit, byte e codici dei caratteri
4. Compressione e immagini digitali
5. Linguaggi e traduzione delle istruzioni
6. Programmi interpretati e linguaggi
7. Proposizioni e connettivi logici
8. Algoritmi condizionali

📖 1. Algoritmi, input e output

🔑 Concetti chiave e definizioni

• Algoritmo : una sequenza finita di operazioni che risolve tutti i problemi di una determinata classe e produce il risultato stabilito
• Informatica : la scienza che si occupa di elaborare e gestire automaticamente le informazioni

📝 Punti essenziali

• Per risolvere un problema occorre individuare i dati di input, stabilire i dati di output e precisare la procedura da seguire.

• Un algoritmo deve essere finito, deterministico, non ambiguo e generale.

💡 Trucco mnemonico

Input → algoritmo → output

📖 2. Sistemi binario, decimale ed esadecimale

🔑 Concetti chiave e definizioni

• Sistema binario : si basa sui due simboli 0 e 1, chiamati bit
• Sistema decimale : si basa su dieci simboli, dallo 0 al 9

★ Da sapere

• Il numero binario $11010011_2$ corrisponde al numero decimale $211_{10}$.

Approfondimenti

• Il numero decimale 845 corrisponde al numero binario $1101001101_2$.

• Il numero decimale $58506_{10}$ corrisponde al numero esadecimale $E48A_{16}$.

💡 Trucco mnemonico

Binario: 0 e 1; decimale: 0–9; esadecimale: 0–9 e A–F

📖 3. Bit, byte e codici dei caratteri

🔑 Concetti chiave e definizioni

• Bit : corrisponde a una delle due cifre binarie 0 oppure 1
• Byte : un gruppo di 8 bit, rappresenta l’unità minima di memorizzazione e lettura e può rappresentare una lettera, una cifra o un simbolo

★ Da sapere

📐 Formula — Con 1 byte si ottengono $2^8=256$ combinazioni di 0 e 1.

• Il codice ASCII rappresenta i caratteri di testo usando 1 byte e copre i primi 128 caratteri; i caratteri successivi fino a 256 formano l’ASCII estesa.

Approfondimenti

• Unicode usa fino a 21 bit e si riferisce a tutti i sistemi di scrittura.

💡 Trucco mnemonico

1 byte = 8 bit

📖 4. Compressione e immagini digitali

🔑 Concetti chiave e definizioni

• Compressione lossy : riduce le dimensioni di un file con perdita di dati, perciò una maggiore compressione comporta una qualità minore
• Compressione lossless : riduce le dimensioni di un file senza perdita di dati, per esempio raggruppando sequenze di pixel uguali nelle immagini
• Immagine bitmap : costituita da pixel, il cui numero determina la qualità e il peso del file; se ingrandita, appare sfocata e mostra la quadratura dei pixel
• Immagine vettoriale : costituita da linee e curve a cui sono assegnati posizione e colore, può essere ingrandita senza perdita di qualità e usa spesso il formato SVG

💡 Trucco mnemonico

Lossy perde dati; lossless conserva i dati

📖 5. Linguaggi e traduzione delle istruzioni

🔑 Concetti chiave e definizioni

• Linguaggio ad alto livello : assomiglia ai linguaggi naturali e usa nomi simbolici per rendere più semplice la programmazione
• Linguaggio macchina : il linguaggio di basso livello, direttamente comprensibile dalla CPU e costituito da una sequenza rigida di cifre binarie 1 e 0

★ Da sapere

• Le istruzioni scritte in un linguaggio ad alto livello devono essere tradotte in linguaggio macchina, dopo il controllo del lessico e della sintassi.

Approfondimenti

📌 Il linguaggio naturale può essere ambiguo, mentre un linguaggio di programmazione deve avere istruzioni interpretabili in modo univoco.

💡 Trucco mnemonico

Alto livello vicino al linguaggio naturale; basso livello vicino alla CPU

📖 6. Programmi interpretati e linguaggi

🔑 Concetti chiave e definizioni

• Programma interpretato : legge le istruzioni ad alto livello riga per riga, ne controlla la sintassi e le traduce in linguaggio macchina solo durante l’esecuzione

📝 Punti essenziali

• Tra i linguaggi di programmazione ad alto livello citati ci sono Scratch, Python, C e Java.

• Scratch è un ambiente visuale usato soprattutto in ambito scolastico, Python è orientato agli oggetti, C è usato per applicazioni ingegneristiche e Java è progettato per applicazioni su Internet.

💡 Trucco mnemonico

Leggere → controllare → tradurre → eseguire

📖 7. Proposizioni e connettivi logici

🔑 Concetti chiave e definizioni

• Valore di verità : indica se una proposizione è vera o falsa, senza poter essere contemporaneamente entrambe le cose
• Connettivo logico : collega due proposizioni e produce una proposizione composta il cui valore di verità dipende dai valori delle proposizioni collegate e dal connettivo usato

📝 Punti essenziali

📌 La proposizione composta a AND b è vera solo quando a e b sono entrambe vere.

📌 La proposizione composta a OR b è falsa solo quando a e b sono entrambe false.

💡 Trucco mnemonico

AND è vero solo con due veri; OR è falso solo con due falsi

📖 8. Algoritmi condizionali

★ Da sapere

• Per calcolare il risultato di un numero si acquisisce il numero, lo si confronta con zero e si applica l’operazione prevista dalla condizione.

📌 Se il numero è maggiore di zero si calcola il suo cubo, mentre se il numero è minore o uguale a zero si calcola il suo quadrato.

Approfondimenti

• Il risultato dell’algoritmo è sempre positivo o nullo, perché il quadrato di zero è nullo.

💡 Trucco mnemonico

Numero positivo → cubo; numero non positivo → quadrato

📊 Tabelle di sintesi

Confronto tra sistemi di numerazione