CdLM in Scienze delle Professioni Sanitarie e Tecniche Diagnostiche

Sistemi InformativiA.A. 2019/20

Docente: Andrea Loddo

Dipartimento di Matematica e Informatica – DMIFacoltà di ScienzeUniversità di Cagliari

Via Ospedale 72

andrea.loddo@unica.it

1

Lezioni

▷ Lezione 1: oggi, 9 gennaio, Blocco A, aula 107, 15-19

▷ Lezione 2: 16 gennaio, Blocco A, aula 111, 15-19

▷ Lezione 3: 23 gennaio, Blocco A, aula 111, 15-19

▷ Lezione 4: 30 gennaio, Blocco A, aula 111, 15-19

▷ Lezione 5: 6 febbraio, Blocco A, aula 111, 15-17

2

Obiettivi

▷ Apprendimento delle definizioni e dei principi alla base dei sistemi di ricerca ed elaborazione delle informazioni

▷ Apprendimento delle basi tecnologiche su cui si fonda l’elaborazione delle informazioni

▷ Fornire, attraverso esempi, linee guida per la comprensione e l’utilizzo di strumenti software per l’elaborazione e gestione delle informazioni

3

Materiale didattico

Slide delle lezioni disponibili online:○ https://unica.it/unica/it/ateneo_s07_ss01_sss

03.page?contentId=SHD195231○ https://people.unica.it/andrealoddo/didattica/

Modalità di verifica:○ Test di fine corso con eventuale punto bonus○ Esame scritto con quesiti a risposta multipla e

domande aperte○ Appelli regolari o date concordate

4

Argomenti del corso

▷ Informatica e ICT

▷ Hardware e Software

▷ I database

▷ Elaborazione delle immagini digitali

▷ Varie (richieste?)5

Introduzione

6

Era dell’Information Technology

▷ The Zettabyte Era (1 ZB = 𝟏𝟎12 GB = 𝟏𝟎21 B); CISCO ha realizzato alcune stime (*):

○ Traffico web globale: 3 ZB nel 2021○ Numero di dispositivi connessi a internet > 25 miliardi (3 dispositivi per persona)○ Nel 2016, lo streaming video produce il 73% del traffico web totale. Nel 2021, sarà

l’82%.○ Per vedere tutti i video caricati sul web in un mese, occorrono 5 milioni di anni○ Il traffico internet prodotto da smartphone è il 33%, da PC solo il 25%.

▷ La quantità di traffico nel web globale arriverà a 15.3 Zettabye(= 3 mila miliardi di DVD) nel 2020 (**)

7

* Cisco Global Cloud Index: Forecast and Methodology, 2015–2020 White Paper (Cisco Public Knowledge )

** http://www.cisco.com/c/en/us/solutions/service-provider/visual-networking-index-vni/index.html

(Source: Global Cloud Index Infographic GCI 2016)

Cosa succede in un minuto sul web?

8https://www.domo.com/learn/data-never-sleeps-7

Il potere dell’informazione

9

▷ Esempi: correlazione tra tweet e fluttuazioni di mercato in Borsa

▷ Raccomandazioni sugli acquisti di Amazon

Esempi: correlazione tra numero di Tweet e temperature reali

10Courtesy: UniFi & CNR

Era dell’Information Technology – Il web

11

Pagine Web, Social Media, Suggerimenti, Pubblicità

Il Web

Web crawlers e content parser

Indici web

Motori di ricerca

Utenti

Big Data

12

Dati

▷ I dati sono la materia prima del trattamento dell’informazione.

▷ Tipi di dati: ○ Dati semplici: numeri, caratteri, date○ Dati complessi: immagini, grafici, filmati, suoni, animazioni

▷ Origine: ○ Dati primitivi (es. data di nascita, movimenti c/c)○ Dati calcolati (es. eta, saldo contabile)

13

Informazione: definizione qualitativa

Informazionedal greco μορφή (“morfé”) poi in latino per metàtesi “forma”, da cui informatio,-nis

« informazione [in-for-ma-zió-ne], s.f.:

trasmissione, scambio di notizie o di qualsiasi altro elemento conoscitivo. »

▷ Importanza cruciale nella vita di oggi: viviamo nell’Era dell’Informazione

▷ Facciamo parte della cosiddetta Società dell’Informazione

▷ Un qualunque dato generico, numerico, alfabetico o simbolico, che rappresenti un attributo, qualitativo o quantitativo, di una entità può essere considerata un'informazione.

▷ Una generica informazione NON ha valore assoluto in sé, ma in quanto risulti potenzialmente utile ad un generico fruitore.

14

Dati e informazione

15

Rappresentazioni simboliche di entità

fisiche o ideali, concrete o astratte.

DATI

Estrazione/Associazione di un significato dal dato grezzo, possibilmente in

maniera univoca, risolvendo eventuali

ambiguità

INFORMAZIONE

Dato o informazione?

▷ Dato: rappresentazione simbolica e astratta di entità concrete o astratte.

▷ Un dato, di per sé, non ha significato.

▷ Ad esempio: 3,14 e Gianni sono dati.

▷ Un dato è inutile senza l’informazione che gli si può associare.

▷ Ad esempio: nel contesto matematico, 3,14 è un’approssimazione del pi greco. Nella realtà, Gianni è il nome del mio responsabile. E così via...

16

Dato o informazione? L’importanza del contesto

APE METRO

17

Informazione e supportoL’informazione è contenuta in (o trasmessa attraverso) un supporto, cioè un mezzo (visuale, grafico, simbolico, fonetico, ecc.) distinto dall’informazione stessa.

18

Sistemi di Elaborazione e Trasmissione delle Informazioni

19

SORGENTE CODIFICATORE

CANALE

DECODIFICATORE RICEVITORE

Possibile fonte di disturbi e Rumore…

Sistemi di Elaborazione e Trasmissione delle Informazioni

20

SORGENTE CODIFICATORE

CANALE

DECODIFICATORE RICEVITORE

…un po’ come nel gioco del telefono senza fili

Informazione: definizione quantitativa

Teoria dell’informazione (formula di Shannon):

𝐼𝑖= −log2 𝑃𝑖In cui:

○ 𝐼𝑖 = quantità di informazione associata al simbolo i, espressa in bit○ 𝑃𝑖 = probabilità di trasmissione del simbolo i (0≤ 𝑃𝑖 ≤1 )

21

𝐼𝑖 ≥ 0 quando 0 ≤ 𝑃𝑖 ≤ 1

𝐼𝑚 ≥ 𝐼𝑛 quando 𝑃𝑚 ≤ 𝑃𝑛

𝐼𝑖 = 0 quando 𝑃𝑖 = 1

𝐼𝑖 = ∞ quando 𝑃𝑖 = 0

Concezione tecnologica di Informazione: l’aspetto principale non risiede nel contenuto informativo dell’informazione stessa, bensì nella sua probabilità di trasmissione al ricevitore / fruitore!

Esempio: estrazione di un libro

Supponiamo di avere la possibilità di estrarre uno tra due testi (immaginiamo che siano i nostri due «simboli») a nostra disposizione, con la stessa probabilità: "La Divina Commedia" intera e una pagina de "I Promessi Sposi".

A quale dei due simboli è associato il maggiore contenuto informativo?

▷ Dal punto di vista intuitivo, "La Divina Commedia" intera avrà maggior contenuto di una pagina de "I Promessi Sposi"

▷ Dal punto di vista della teoria dell’informazione: è lo stesso. Si determina una condizione (assurda per il senso comune) in quanto entrambi i simboli hanno la medesima probabilità 𝑃𝑖 di essere trasmessi e il loro contenuto informativo è di un bit.

22

Esempio: trasmissione di caratteri

Prendiamo ora come riferimento due caratteri appartenenti all’alfabeto latino che hanno probabilità differenti di comparire all’interno di un testo in lingua italiana (analisi delle frequenze):

𝑃a = 12% = 0,12 𝑃v = 2% = 0,02

𝐼a= −log2 𝑃a = −log2 0,12 ≈ 3 𝐼v= −log2 𝑃v = −log2 0,12 ≈ 6

Possiamo interpretare questi risultati nel seguente modo: per la teoria dell’informazione, trasmessa attraverso un certo canale, è molto più importante trasmettere (e ricevere) un simbolo più rarocome la lettera “v”, piuttosto che un simbolo più comune come la lettera “a”.

In altre parole ancora: riesco a desumere più informazioni da un messaggio se è contenuta la lettera “v”, rispetto alla lettera “a”.

23

Codifica e trasmissione dell’informazione

▷ Codifica dell’Informazione: processo che consiste nel trasformare un’informazione generica in una rappresentazione (attraverso un apposito codice) comprensibile e interpretabile da un dispositivo, adatta cioè ad una successiva elaborazione e trasmissione.

▷ Codice: definito da un Alfabeto e un insieme di Regole (Semantica).

▷ Esempi di Codifica (Codici): alfabeti, sistemi di numerazione, codici Morse, Braille, standard di compressione per audio e immagini (mp3, jpg ecc…)

24

Intelligenza artificiale

▷ PC e smartphone offrono i“personal assistant” (Google Now, Siri, Alexa, Cortana) per:○ Riconoscimento vocale○ Scheduling appuntamenti,○ Ricerche web,○ Invio messaggi

▷ Nel febbraio 2011 il sistema Watson (progettato da IBM) ha partecipato a tre episodi del quiz televisivo americano Jeopardy, sconfiggendo gli altri 2 concorrenti umani

25

Intelligenza artificiale

▷ Moley è un’azienda produttrice di un robot da cucina, a breve in commercio.

▷ È in grado di imparare delle ricette da zero, semplicemente inquadrando il lavoro di uno chef

26

Segnali: definizione▷ Segnale: modello matematico che descrive la variazione di

una o più grandezze fisiche, rappresentate da altrettante grandezze fisiche di riferimento (di solito il tempo e/o lo spazio)○ Segnali elettrici (corrente, tensione elettrica all’interno di un

circuito)○ Segnali radio (onde elettromagnetiche)○ Segnali multimediali (audio, immagini, video ecc…)○ Segnali biologici / biomedici (ECG, EEG ecc…)

▷ Le grandezze fisiche da misurare, analizzare o processare vengono immesse in ingresso ad un trasduttore, un dispositivo che è in grado di trasformare la proprietà fisica in oggetto (e le sue variazioni nel tempo) in un segnale elettrico adatto alle varie successive fasi di elaborazione.

27

Segnali biomedici

28

Elettroencefalogramma EEGElettrocardiogramma ECG

Segnale fonocardiaco PCG Elettromiogramma EMG

Codifica e trasmissione di segnali informativi

29

CODIFICA

A/D

CODIFICAD/A

Codifica

Decodifica

Elaborazione (Input)

Elaborazione(Output)

Canale diTrasmissione

Conversione A/D - D/A

Codifica Analogica e Digitale (1/2)▷ Un segnale si dice analogico (o grandezza analogica) quando

è rappresentato da una funzione continua nel tempo○ Può assumere infiniti valori compresi all’interno di un dato intervallo

(denominato range o campo di variabilità)○ Risulta definito in ogni istante di tempo in un determinato dominio

(limitato da un istante di inizio e uno di fine osservazione/misura).

▷ I segnali analogici sono direttamente legati (sono, cioè, in analogia) con le grandezze fisiche di cui è oggetto la misurazione o l’elaborazione.

30

Continuità in Ampiezza

Continuità nel Tempo

Codifica Analogica e Digitale (2/2)▷ Un segnale digitale (o numerico) può assumere solo una serie finita

di valori numerici binari; esso viene cioè rappresentato da una sequenza finita di bit. Si ottiene generalmente dal corrispondente segnale analogico mediante:○ Quantizzazione, rendendo discreto e non più continuo l’insieme dei

valori assunti, cioè il range, del corrispondente segnale analogico.

○ Campionamento, rendendo discreto il dominio nel tempo, suddividendolo in una successione finita di istanti temporali ad intervalli costanti di durata 𝑻 (Periodo di Campionamento), a seconda della risoluzione scelta o imposta dal tipo di dispositivo.

31

Quantizzazione in Ampiezza

Campionamento nel Tempo

n

Conversione analogico-digitale (A/D)

32

Tempocontinuo

t [s]

AmpiezzaContinua

A [V]

Codifica A/D

n

TnT

Numero di simboli(bit)

1 1

1 0

0 1

0 0

Errore diQuantizzazione eq

- 0 1

- 1 0

- 11

Campionamento di periodo T Quantizzazione in ampiezza

Conversione analogico-digitale (A/D)

33

▷ Maggiore è il numero di bit usati per la quantizzazione, minore sarà il rumore di quantizzazione introdotto

▷ Minor periodo di campionamento (maggior frequenza di campionamento: fs = 1/Ts): miglior qualità di conversione

▷ Maggior numero di bit per la quantizzazione in ampiezza: migliore qualità di conversione (minore errore di quantizzazione)

▷ Esempi: Audio CD: fs = 44.1 kHz, 16 bit

HD audio = 96-192 kHz, 24 bit

Modello di sistema di misurazione digitale

34

TrasduttoreCampionatore

Quantizzatore

Convertitore A/D

VANTAGGI della Codifica Digitale:

▷ I segnali digitali risultano più robusti al rumore (hanno un più alto rapporto segnale/rumore SNR) e alle interferenze.

SVANTAGGI della Codifica Digitale:

▷ I processi di campionamento e quantizzazione introducono una perdita di informazione.

▷ Ulteriore distorsione del segnale digitale (Aliasing) si verifica se la frequenza di campionamento 𝒇𝒔 è minore del doppio della frequenza massima (larghezza di banda) del segnale da convertire (Teorema del Campionamento di Nyquist - Shannon).

Esempio di aliasing

35

Esempio di aliasing

36

Informatica

37

Cos’è l’informatica?

Deriva dal francese: Inform (ation electronique ou autom) atique (P. Dreyfus - 1962)

▷ La scienza della rappresentazione e dell'elaborazione delle informazioni

▷ Le tecnologie di comunicazione delle informazioni

Quindi: il termine informatica indica la gestione automatica dell'informazione mediante calcolatore elettronico.

Un calcolatore, per poter svolgere i propri compiti, ha bisogno di essere istruito. Per istruirlo, è necessaria un’attività di programmazione, dal quale vengono prodotti programmi specifici.

38

“Computer Science is no more aboutcomputers than astronomy is about

telescopes

39

E.W. Dijkstra(1930-2002)

“L’Informatica è lo studio sistematico degli algoritmi che descrivono e

trasformano l'informazione: la loro teoria, analisi, progetto, efficienza,

realizzazione e applicazione.»

40

ACM – Association for Computing Machinery

Codifica binaria (1/5)▷ I calcolatori elettronici codificano ogni informazione

ricevuta e/o trasmessa attraverso una rappresentazione binaria o digitale composta dai soli simboli 0 e 1.

▷ Scelta tecnologica, sulla base del funzionamento dei dispositivi elettronici e dei supporti di elaborazione e memorizzazione di cui sono composti i calcolatori.

▷ Possono assumere due soli stati fisici:○ Spento: 0○ Acceso: 1

41

2 differenti stati:

passaggio / interdizione di corrente elettrica

Dispositivi a Semiconduttore

2 differenti stati di polarizzazione magnetica

Memorie Magnetiche

2 differenti stati di riflessione della luce laser (pit & land)

Memorie Ottiche

Codifica binaria (2/5)

▷ Una cifra binaria (bit, Binary digIT) può assumere i soli valori 0 e 1.

▷ Il bit è l'unità di misura dell'informazione, definita come la quantità minima di informazione che serve a rappresentare due stati distinti (ovvero discernere tra due possibili eventi equiprobabili).

▷ Ad esempio, con 2 bit si possono esprimere 4 diverse sequenze, corrispondenti a 4 differenti stati:

{ 00, 01, 10, 11 }

42

▷ Notazione posizionale come il sistema di numerazione decimale:

1001 = 1 ∙ 20 + 0 ∙ 21 + 0 ∙ 22 + 1 ∙ 23 = 1 + 0 + 0 + 8 = 9

▷ Con 4 bit si possono rappresentare i numeri da 0000 a 1111:

▷ In generale con 𝑛 bit si possono rappresentare 2𝑛 valori

Codifica binaria (3/5)

43

𝟎𝟎𝟎𝟎 → 𝟎 𝟎𝟏𝟎𝟎 → 𝟒 𝟏𝟎𝟎𝟎 → 𝟖 𝟏𝟏𝟎𝟎 → 𝟏𝟐

𝟎𝟎𝟎𝟏 → 𝟏 𝟎𝟏𝟎𝟏 → 𝟓 𝟏𝟎𝟎𝟏 → 𝟗 𝟏𝟏𝟎𝟏 → 𝟏𝟑

𝟎𝟎𝟏𝟎 → 𝟐 𝟎𝟏𝟏𝟎 → 𝟔 𝟏𝟎𝟏𝟎 → 𝟏𝟎 𝟏𝟏𝟏𝟎 → 𝟏𝟒

𝟎𝟎𝟏𝟏 → 𝟑 𝟎𝟏𝟏𝟏 → 𝟕 𝟏𝟎𝟏𝟏 → 𝟏𝟏 𝟏𝟏𝟏𝟏 → 𝟏𝟓

(4 BIT)

Codifica binaria (4/5)

44

▷ Un byte (B) è una sequenza di 8 bit, con cui si possono rappresentare 28 = 256 valori.

▷ Con 16 bit: 216 = 65536 valori.

▷ Prefissi del Sistema Internazionale SI e prefissi Binari:

Prefisso SI Simbolo 10ⁿ Equivalente in byte Prefissi binari 2ⁿ Equivalente in byte

Kilo (K) 10³ B 1000 byte ≈ 1 Kibibyte 2¹⁰ B 1024 byte

Mega (M) 10⁶ B 1 mln byte ≈ 1 Mebibyte 2²⁰ B 1024 Kibibyte

Giga (G) 10⁹ B 1 mld byte ≈ 1 Gibibyte 2³⁰ B 1024 Mebibyte

Tera (T) 10¹² B 1000 GB ≈ 1 Tebibyte 2⁴⁰ B 1024 Gibibyte

Peta (P) 10¹⁵ B 1000 TB ≈ 1 Pebibyte 2⁵⁰ B 1024 Tebibyte

Exa (E) 10¹⁸ B 1000 PB ≈ 1 Exbibyte 2⁶⁰ B 1024 Pebibyte

Zetta (Z) 10²¹ B 1000 EB ≈ 1 Zebibyte 2⁷⁰ B 1024 Exbibyte

Domanda: come mai un HDD da 1 TB mostra 931 GB disponibili?

Excursus: SI vs binario▷ Tecnicamente, 1 TB = 1000 GB (nel SI)

▷ Alcuni sistemi (tra cui Windows) utilizzano il sistema binario per rappresentare le dimensioni. Ne consegue che:

▷ 1 TB = 1000 GB = 1012 B (per il costruttore)

▷ 1 GB = 230 B (per il sistema operativo)

▷ Quindi:

▷ 1012 B / 230 B = 931 GB (per il sistema operativo)

45

Codifica binaria (5/5)

▷ Domanda inversa: quanti bit 𝑥𝑏 sono necessari per rappresentare 𝑁valori?

𝑥𝑏 = log2 𝑁

▷ Per codificare i 12 mesi dell’anno occorrono 𝑥𝑏 = log2(12) ≈3.58 = 4 bit

▷ Per codificare le 26 lettere dell’alfabeto occorrono 𝑥𝑏 = log2(26) ≈ 4.7 = 5 bit

▷ Per codificare le 52 lettere (maiuscole e minuscole) occorrono 𝑥𝑏 = log2(52) ≈5.7= 6 bit

46

Se raddoppia il numero di caratteri (o altri elementi informativi) da codificare basta aggiungere 1 bit !

Conversione: da decimale a binario

▷ Esempio: convertire il numero 13 da decimale a binario.

▷ Regola: si effettuano una serie di divisioni per 2 fintanto che non si raggiunge lo zero.

▷ Il numero in binario è dato dal resto di ogni singola divisione effettuata:

13 | 2

6 | 1

3 | 0

1 | 1

0 | 1

Controprova: 1101 = 1 ∙ 20 + 0 ∙ 21 + 1 ∙ 22 + 1 ∙ 23 = 1+4+8 = 1347

1 1 0 1

Codifica binaria di caratteri alfanumerici

▷ Caratteri alfanumerici più comuni:○ 52 lettere dell’alfabeto latino: 26 maiuscole {A,…,Z} + 26 minuscole {a,…,z}○ 10 cifre (0,…,9)○ 33 segni di interpunzione ( , . ; : ? ! + - [ ] { } @ # ecc… )○ circa 30 segni di controllo (Tab, Shift, Cancel ecc…)

▷ In totale: circa 125 caratteri. Sono sufficienti 𝑥𝑏 = log2(125) ≈ 6.96 = 7 bit.

▷ Codifica ASCII (American Standard Code for Information Interchange): utilizza 7 bit e può codificare 27 = 128 caratteri.

▷ La standard ASCII è stato pubblicato dall'American National Standards Institute(ANSI) nel 1968.

▷ Codice ASCII esteso: utilizza 8 bit ( = 1 byte ) per rappresentare 28=256 caratteri.

▷ Codici più estesi: Unicode, UTF-8, UTF-16, rispettivamente a 8 e 16 bit, usati per rappresentare caratteri di varie lingue supportando anche alfabeti diversi da quello latino.

48

Codifica ASCII (da 7 bit)

49NB: la tabella mostra solo i caratteri stampabili.

Codifica ASCII estesa (da 8 bit)

50

Codifica esadecimale

Sistema posizionale in base 16 (abbreviato con la sigla HEX)

51

Decimale HEX Binario Decimale HEX Binario

0 0 0000 8 8 1000

1 1 0001 9 9 1001

2 2 0010 10 A 1010

3 3 0011 11 B 1011

4 4 0100 12 C 1100

5 5 0101 13 D 1101

6 6 0110 14 E 1110

7 7 0111 15 F 1111

Codifica esadecimale

Spesso usata per rappresentare indirizzi della memoria centrale di un calcolatore

52

Codifica esadecimale

53

Basta formare gruppi di 4 cifre binarie (digit), ognuno dei quali corrisponde ad una cifra esadecimale.

quanto vale 𝑋𝐻𝐸𝑋 ?

3 F E 3

001111101111

= 𝑋𝐻𝐸𝑋

La conversione da base binaria ad esadecimale è spesso usata per rappresentare in maniera compatta gli indirizzi di memoria di un calcolatore.

Esempio: conversione del numero 11 1111 1110 0011 da binario a esadecimale

( 11 1111 1110 0011 )bin= 𝑋𝐻𝐸𝑋

0 0 11

Conversione: da esadecimale a binario

▷ Esempio: convertire il numero 2D5 da esadecimale a binario.

▷ Regola: per trasformarlo nel suo equivalente in numero binario occorre separare ogni cifra mantenendo invariata la sua posizione.

▷ A questo punto sostituiamo ogni singola cifra esadecimale con l'equivalente numero binario facendo riferimento alla tabella di conversione:

2D5 0010 1101 0101

Controprova:

0010 = 1 ∙ 21 = 2

1110 = 1 ∙ 21 + 1 ∙ 22 + 1 ∙ 23 =2 + 4 + 8 = 13 = D

0101 = 1 ∙ 20 + 1 ∙ 22 = 1 + 4 = 5

54

Riepilogo esercizi svolti▷ Conversione di un numero da binario a decimale (es: 1111 -> 15)

▷ Conversione di un numero da binario a HEX (es: 1110 -> E)

▷ Conversione di un numero da decimale a binario (es: 57 -> 111001)

▷ Conversione di un numero da HEX a binario (es: 47 -> 1000111)

▷ Quanti valori posso rappresentare con N bit?

▷ Quanti bit sono necessari per codificare N valori?

55

Calcolatori

56

Cos’è un calcolatore?

Un programma (algoritmo) rappresenta la risoluzione di un problema, codificata in un linguaggio comprensibile dal calcolatore.

Dati (INPUT)Risultato

(OUTPUT)ELABORATORE

ELETTRONICO

Programma

57

Cos’è un calcolatore?

Spesso e volentieri leggerete il famigerato termine calcolatore (o elaboratore).

Altro non è che un termine generico. Normalmente si indica direttamente la tipologia di calcolatore utilizzata:

▷ PC (Personal Computer)

▷ Smartphone e Tablet

▷ “embedded”: incorporati in altri sistemi (computer di bordo aereo, computer di bordo lavatrice, ecc…)

▷ Mainframe/Supercomputer (multiutenza, enormi volumi di dati, elevate prestazioni e alta affidabilità)

58

Personal Computer▷ La categoria di elaboratori progettati per utilizzo

individuale viene indicata come Personal Computer (PC).

▷ Normalmente, vengono utilizzati per videoscrittura, gestione fogli elettronici, database, navigazione web e così via.

▷ Si dividono in:○ Desktop○ Portatili○ Desktop replacement

59

Smartphone e tablet

▷ Smartphone e tablet hanno conquistato il mercato recentemente, in certi casi soppiantando l’uso del PC.

▷ Caratteristiche fondamentali:○ Display HD○ connettività wireless○ elevata autonomia○ possibilità di telefonare

60

Mainframe

▷ Il mainframe è un elaboratore utilizzato per applicazioni critiche

▷ Grandi capacità di calcolo e alte prestazioni

▷ Devono garantire elevata affidabilità e tolleranza ai guasti, per evitare interruzioni al servizio svolto

▷ Esempi: transazioni finanziarie, analisi statistiche, analisi di “big data”

61

Mainframe in dotazione presso il CED (Centro Elaborazione Dati) di una banca italiana

Supercomputer▷ I supercomputer servono per elaborazioni complesse con grandi

quantità di memoria

▷ Costruiti ad hoc per uno specifico compito

▷ Devono garantire elevate velocità e capacità di calcolo anche su dati estremamente complessi

62

▷ Esempi: previsioni meteo (con analisi su incidenza inquinamento sull’ambiente), simulazioni fisiche (simulazioni di detonazioni nucleari, astrofisiche, ecc)

Supercomputer Columbia della NASA

▷ Esempi reali: IBM Deep Blue (scacchi); Deep Creak (per forzare il DES, algoritmo crittografico

Il trattamento dell’informazione

▷ Per effettuare il trattamento automatico dell’informazione è necessario rappresentare tale informazione su un dispositivo che la possa memorizzare e che ne consenta la lettura da un elaboratore elettronico (es: hard disk, CD, DVD, pennine USB, ecc…)

▷ L’informazione è rappresentata attraverso un’opportuna codifica.

63

Rappresentazione ed elaborazione delle informazioni

▷ Le informazioni vengono memorizzate, all’interno degli elaboratori, in un’unica codifica: 0 oppure 1.

▷ In breve, questo significa che qualsiasi dispositivo elettronico, al suo interno, è in grado di memorizzare solamente il valore 0 oppure 1, attraverso una variazione dello stato del componente elettronico che si occupa di salvare l’informazione.

▷ L’unione della codifica dell’informazione e del formato di rappresentazione dell’informazione permettono all’elaboratore di capire di che informazione si tratta:○ mp3, wma, flac: file audio○ jpg, bmp, tiff, png: file immagine○ ...

64