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elementi di informatica - Coggle Diagram
elementi di informatica
Ecco la mappa concettuale indentata strutturata per nuclei tematici e moduli tecnici, che sintetizza i contenuti fondamentali della dispensa:
- I. Sistemi di Numerazione e Conversioni (Moduli 1-2)
- Classificazione dei Sistemi
- Non posizionali: il valore del simbolo è fisso (es. sistema romano).
- Posizionali: il peso della cifra dipende dalla posizione (b^i).
- Decimale (base 10), Binaria (base 2), Ottale (base 8), Esadecimale (base 16).
- Verso base 10: scomposizione polinomiale (somma pesata).
- Da base 10 a binario: divisioni successive per la parte intera e moltiplicazioni successive per la parte frazionaria.
- Basi potenze di 2: raggruppamento di bit (3 per ottale, 4 per esadecimale).
- II. Rappresentazione Digitale delle Informazioni (Moduli 3-4)
- Concetto di Informatica: "Informazione Automatica"; scienza della risoluzione dei problemi tramite algoritmi.
- Digitalizzazione: processo di discretizzazione di grandezze analogiche tramite campionamento e quantizzazione.
- Bit: unità minima (0 o 1).
- Byte: stringa di 8 bit (256 valori).
- Prefissi binari: basati su potenze di 2 (1 KB = 1024 byte).
- ASCII: standard a 7-8 bit (256 caratteri).
- Unicode/UTF: standard universale a 16/32 bit per tutte le lingue mondiali.
- III. Rappresentazione dei Numeri (Moduli 5-6)
- Naturali: rappresentazione in binario puro.
- Segno e Modulo: MSB per il segno, altri per il valore.
- Complemento a 1: inversione bit a bit.
- Complemento a 2: inversione + 1; standard attuale, elimina il doppio zero.
- Numeri Reali (Virgola Mobile)
- Standard IEEE 754: forma $\pm m \times 2^e$ con bit implicito.
- Formati: Singola precisione (32 bit) e Doppia precisione (64 bit).
- Fenomeni: Overflow (valore troppo grande) e Underflow (valore troppo piccolo mappato a zero).
- IV. Dati Multimediali (Modulo 7)
- Suono: frequenza in Hertz e profondità in bit; compressione Lossy (MP3) o Lossless (FLAC).
- Immagini: griglia di pixel; modello RGB (24 bit per pixel per 16,7 milioni di colori).
- Video: sequenza di fotogrammi (frame) campionati nel tempo (FPS).
- V. Algebra di Boole e Logica (Modulo 8)
- Struttura: insieme $X$ e operatori somma (+) e prodotto ($\times$).
- Operatori Logici: NOT (negazione), AND (prodotto logico), OR (somma logica).
- Strumenti Analitici: tabelle di verità, tautologie (sempre vere) e contraddizioni (sempre false).
- VI. Architettura del Calcolatore e Memorie (Moduli 9-12)
- Modello di Von Neumann: architettura basata sul programma memorizzato.
- CPU (Central Processing Unit)
- Componenti: CU (Unità di Controllo) e ALU (Unità Logico-Aritmetica).
- Ciclo del processore: Boot, Fetch, Operand Assembly, Execute.
- Registri chiave: Program Counter (PC) e Instruction Register (IR).
- Gerarchia: Registri > Cache (L1/L2) > RAM > Memorie di massa.
- Principi: località temporale e spaziale.
- Connessioni e Sincronizzazione
- Bus: Dati (bidirezionale), Indirizzi (unidirezionale), Controllo.
- Clock: segnale periodico per la sincronizzazione (Hertz).
- Firmware: punto di giunzione hardware-software (BIOS/UEFI).
- Sistema Operativo: software di base per la gestione risorse.
- VII. Algoritmi e Teoria della Computazione (Moduli 13-15)
- Algoritmi: sequenza finita, ordinata e non ambigua.
- Strutture: sequenza, selezione (if-then-else), iterazione (cicli).
- Rappresentazione: diagrammi di flusso (flowchart).
- Automi a Stati Finiti: transizioni tra stati (es. macchina di Mealy).
- Macchina di Turing: modello universale per la calcolabilità.
- Notazione O-grande: misura dell'efficienza asintotica (polinomiale vs esponenziale).
- Linguaggi: basso livello (Assembly) vs alto livello (portabili).
- Paradigmi: Imperativo (procedurale, oggetti) e Dichiarativo (funzionale, logico).
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