Sistemi di elaborazione delle informazioni

Davide Sardina davidestefano.sardina@unikore.it

Università degli studi di Enna Kore Corso di Laurea in Servizio Sociale

A.A. 2017/2018

Eleborazione dei dati

Raccolta

Digitalizzazione

Elaborazione ed analisi

Risultati Visualizzazione

Contenuti del corso

Prima parte

• Introduzione allo studio dei sistemi informatici

• Strumenti software di elaborazioni dati

Seconda parte

• Collaborazioni e creazione di questionari on-line

• Strumenti per l’analisi delle relazioni sociali

• Data mining per le scienze sociali

Esercitazioni

Esercitazione 1: Excel

Esercitazione 2: Analisi statistica con Excel

Esercitazione 3: Creazione di un dataset e analisi con SPSS

Esercitazione 4: software per il data mining e caso studio per le scienze sociali

Testi consigliati • Testo principale: M. Mezzini

“Informatica di base” Apogeo Education

• Dispense fornite dal docente

• Altri testi: D. Sciuto, G. Buonanno, L. Mari, “Introduzione ai sistemi informatici”, Quarta edizione, McGraw-Hill.

Contatti e link utili

Orario del corso Lunedì 14:30-17:30

Venerdì 09:00-12:00

Orario di ricevimento

Lunedì 10-12

Martedì 10-12

Per ulteriori orari di ricevimento è possibile concordare via mail: davidestefano.sardina@unikore.it

Appelli

Le date degli appelli:

• https://www.unikore.it/index.php/servizio-sociale-esami/servizio-sociale-calendario-esami

Modalità di esame

• Prova scritta a risposta multipla e risposta aperta

• Durata: 2h

TECNOLOGIE E METODI INFORMATICI

Informatica per le scienze motorie

Sommario

• Architettura dei sistemi di elaborazione

– Hardware e software

• Rappresentazione delle informazioni

– Sistema numerico binario

Hardware e software

• Hardware: tutto ciò che fa parte dell’architettura del computer (processore, memoria, ecc.)

• Software: tutto ciò che è digitale (dati e istruzioni) e rappresentato in un linguaggio comprensibile dal computer

Architettura di un calcolatore

RAM

SCHEDA MADRE

CPU

HARD DRIVE

Comunicazione

Collegamento

Architettura di Von Neumann

Lo schema si basa su quattro componenti fondamentali:

1. CPU (processore) che è composto da:

– Unità Aritmetico-Logica (o ALU)

– Unità di Controllo (CU)

2. Memoria principale (RAM, Random Access Memory) e secondaria (Hard disk)

3. Periferiche di input/output

4. Bus di sistema

ALU CU

Central Processing Unit (CPU)

Memorizzare i dati

• La memoria è un dispositivo in grado di immagazzinare istruzioni e dati all’interno del computer, accessibili attraverso indirizzi

• Istruzioni e dati sono in formato binario, un sistema che usa solo due simboli, 0 o 1, che all’interno del computer assumono il significato di spento (0) e acceso (1), assenza di segnale elettrico (0) e passaggio di segnale elettrico (1)

• Un bit è un simbolo che rappresenta solo valore 0 oppure 1 ed è l’unità elementare dell’informatica

• Tutti i dati (numeri, immagini, file, ecc.) devono essere convertiti in formato binario per: – Fare calcoli tramite il processore – Essere memorizzati all’interno delle memorie

• 8 bit consecutivi costituiscono 1 byte – 01001011 sono 1 byte = 8 bit

RAM: memoria centrale

0000

0001

0002

0003

0004

0005

0 0 1 0 1 0 1 1

0 0 1 0 1 0 1 1

0 0 1 0 1 0 1 1

0 0 1 0 1 0 1 1

0 0 1 0 1 0 1 1

0 0 1 0 1 0 1 1

INDIRIZZO DATI (BYTE)

MEMORIA

Disco fisso: memoria secondaria

Differenze tra memorie

• Lettura e scrittura sulle memorie: alcune memorie sono a sola lettura (read-only) mentre altre permettono di leggere e scrivere su di esse;

• Memorie volatili e non volatili (permanenti): le prime conservano i dati sino a che sono collegate alla corrente elettrica, le seconde mantengono i dati anche dopo lo spegnimento del computer.

Tipologie di memoria • Memoria Random Access Memory

(RAM): alcuni giga byte (1 000 000 000 byte)

• Disco fisso (hard disk): fino ad alcuni tera byte (1000 giga byte = 1 000 000 000 000 byte)

• Chiavetta Universal Serial bus (USB): parecchi giga byte

Dispositivi di input/output

• Dispositivi (o periferiche) di input servono per introdurre dati dall’esterno verso l’interno del computer

• Dispositivi di output, al contrario, permettono di ottenere dati e risultati dal computer verso l’esterno

• DOMANDA: in che forma sono questi dati?

• Possiamo inserirli così o dobbiamo prima convertirli?

L’angolo delle domande

• DOMANDA: in che forma sono questi dati? Possiamo inserirli così o dobbiamo prima convertirli?

• Avete diverse tipologie di dati da digitalizzare: – Fascicolo di 5 pagine in formato cartaceo... – Cartelle con diversi documenti presenti all’interno di una chiave

USB... – Immagini dei , scattate, sulla memoria della fotocamera... – Questionario con decine di domande da sottoporre a diverse

persone, anche molto lontane fisicamente... – Relazioni sociali e collegamenti tra individui...

• Una volta caricati in un computer questi dati, come pensate di analizzarli?

Rappresentazione delle informazioni

Rappresentare dati digitali

• Qualsiasi informazione per essere analizzata all’interno del computer deve essere convertita in formato binario:

– numeri -> codifica binaria • ad es.: 123 [0111 1011]

– caratteri -> codifica ASCII • ad es: ‘T’ [0101 0100]

– immagini -> RGB • ad es: rosso -> (255,0,0) [11111111 00000000 00000000]

Codifica binaria

• Conversione da binario a decimale: 11011 = 1 × 24 + 1 × 23 + 0 × 22 + 1 × 21 + 1 × 20 = 16 + 8 + 0 + 2 + 1 = 27

• Conversione da decimale a binario: 59:2 = 29 resto 1 → 1 29:2 = 14 resto 1 → 1 14:2 = 7 resto 0 → 0 7:2 = 3 resto 1 → 1 3:2 = 1 resto 1 → 1 1:2 = 0 resto 1 → 1 =111011

Codifica ASCII

Conversione immagini

• Immagini possono essere in scala di grigio oppure a colori

• Qualsiasi colore può essere rappresentato dalla composizione del rosso, del verde e del blu

• Per ogni pixel, abbiamo 3 byte = 24 bit per rappresentare un colore

• La risoluzione di un’immagine è data dalla sua dimensione larghezza x altezza

Struttura dello Schermo (Monitor)

Esempio

400x300 pixels 16x20 pixels

Picture element (Pixel)

Dettagli dell’immagine

• Immagine in scala di grigi

– Risoluzione 400*300=120.000 pixels (120 kbyte)

• Immagine a colori

– Risoluzione 16*20=320 pixels (320*3=960 byte)

• Immagine a colori 1200x800 = ?

– Risoluzione 1200*800 = 960.000 * 3 = 2.880.000 (~2 Mbyte)

• Compressione delle immagini

– Formato png, jpeg, tiff, gif (256 colori)

Memorizzazione e archiviazione dati 1. Digitalizzazione dei documenti di testo, immagini,

video, ecc.

2. I documenti digitalizzati vengono impacchettati all’interno di file

3. I file vengono memorizzati in memoria secondaria (disco fisso)

01010101 01001001 10010100 10010100 01010101 01001001 10010100 01010101 10010100 01001001 10010100 10010100 01010101 01001001 10010100 10010100 01010101 01001001 10010100 01010101 10010100 01001001 10010100 10010100

Software applicativo e di sistema

• Software di sistema: gestisce la macchina

– Esempi di software di sistema? Sistema operativo

• Software applicativo: necessita del software di sistema

Software applicativo

Software di sistema

Software applicativo

Soft

war

e d

i pro

du

ttiv

ità • Videoscrittura

• Fogli elettronici

• Gestori di database

• Creazione di presentazioni

Soft

war

e sp

eci

aliz

zato

• Analisi statistiche

• Fotoritocco

• Montaggio video

• Analisi delle reti sociali

Sistema operativo

• Il sistema operativo (SO) è un insieme di software che permettono all’utente di usare a pieno l’hardware e i dispositivi di input/output – interfaccia grafica (finestre, mouse, ecc.)

– file system

• Compiti del SO: – Esecuzioni e gestione dei

programmi applicativi

– Gestione hardware

– Interfaccia tra utente e hardware

SO come interfaccia tra utente e macchina

OS

Windows Linux

Android

OS X

iOS

Caratteristiche dei SO

• Multi-utente

– Il SO gestisce l’accesso da parte di diversi utenti

– Ad es: amministratore, utente semplice, utente ospite

• Multi-tasking

– Diversi software vengono eseguiti contemporanemente

Schema di comunicazione

OS Software

applicativo

Driver

Utenti

Hardware

1 2

Memoria principale Memoria secondaria CPU

Bus

Sommario dei compiti del SO

• Principalmente si occupa della gestione:

– dei processi

– della memoria principale

– dei dispositivi di I/O

– delle informazioni in memoria secondaria,

– file system

– degli accessi degli utenti

– delle comunicazioni tra gli utenti e tra le macchine

– della configurazione all’accensione della macchina.

File system

• Sistema di archiviazione e gestione dei file in una struttura gerarchica all’interno delle memorie

• Dotato di specifiche operazioni che svolge grazie al sistema operativo

• Presenta all’utente l’organizzazione logica delle informazioni e gestisce le operazioni che si possono effettuare

• Una directory è un particolare tipo di file, gestito dal file system che contiene altri file

Pensate di dover spostare centinaia di file contemporanemente...

Tipi di file system

• Principali operazioni del file system:

– Creazione dei file/cartelle

– Lettura dei file/cartelle

– Scrittura dei file/cartella

– Modifica degli attributi dei file/cartelle

– Spostamento di file/cartelle

• Il file system dipende dal sistema operativo:

– FAT32, NTFS sono file system per il sistema Windows

File

• Un file è un’unità logica di memorizzazione che contiene al suo interno dati organizzati in modo specifico in base al tipo.

• I file possono contenere:

– testi (sequenza di caratteri ASCII)

– dati (numerici, documenti, tabelle, etc.)

– programmi

– immagini, filmati, suoni

• Un file è comunque una sequenza di bit/byte.

Attributi dei file

• Ogni file possiede alcuni attributi per la gestione:

– tipo: serve al sistema operativo per aprire il software per la corretta gestione del file NOTA: solitamente è presente un’estensione ma non sempre

– indirizzo: dove si trova il file all’interno del disco

– dimensione: quanti byte occupa il file all’interno del disco

– data e ora di creazione, modifica

– proprietario: chi ha creato il file e può modificarlo

– permessi: chi può svolgere sui file e quali operazioni

Nome di un file

• Composto da 2 parti separate da un punto:

nome.estensione

• L’estensione indica il tipo di applicazione che lo ha generato ma può essere omessa

– serve al sistema operativo per aprire il software per la corretta gestione del file

Tipi di file

Le unità disco

• Ogni computer è dotato di una o più unità disco che, per poter memorizzare i dati sotto forma di file, necessitano di un file system

• Solitamente, tali unità vengono identificate mediante una lettera maiuscola assegnata dal sistema operativo

– Ad es: ‘C:’, ‘D:’, ecc.

• Un’unità può rappresentare il lettore CD/DVD

Percorso dei file (pathname)

• Il percorso di un file o pathname indica la sua posizione nella struttura gerarchica creata dal file system

– ad es.: D:\Unikore\SistElabInf_L39\2_informazione.ppt

Software

• Chiariamo le differenze:

– Istruzioni in formato binario (linguaggio macchina) eseguite e memorizzate nel computer;

– Programmi che vengono installati nel computer tramite il sistema operativo -> Software applicativo

– File e dati memorizzati (temporaneamente o permanentemente) in memoria (principale o secondaria)

Esercizi

Che differenza c'è tra hardware e software: [A] L'hardware è l’insieme dei componenti fisici, il software si riferisce ai programmi. [B] Corrispondono alla parti pesanti o leggere del computer. [C] Hardware è la parte più importante del computer, il software quella meno importante. [D] Il primo è composto da programmi, il secondo dalle periferiche. Fanno parte dell’hardware: [A] Il sistema operativo ed i programmi applicativi. [B] Il processore e la memoria centrale. [C] Il sistema operativo e le periferiche. [D] Il file system e la RAM.

Un bit: [A] Corrisponde ad 8 byte. [B] Può contenere un carattere. [C] E' l'unità minima di memorizzazione. [D] Può rappresentare solo numeri. Quale di queste affermazioni non è corretta: [A] La CPU è il cervello elettronico del computer. [B] Non è possibile svolgere operazioni di somma tramite la CPU. [C] Tramite la CPU è possibile coordinare altri dispositivi hardware. [D] La CPU legge e scrive dalla memoria RAM.

Quale di queste è un’operazione del sistema operativo?

[A] Lettura dei dati dall’hard disk.

[B] Scrittura di testo.

[C] Creazione di grafici.

[D] Navigazione in internet.

Quale di queste non è un’operazione del sistema operativo?

[A] Memorizzazione di un file tramite il file system.

[B] Comunicazione tra utente e hardware.

[C] Controllo dell’esecuzione dei programmi.

[D] Creazione di presentazioni.