Relazione di informatica

Classe 1C
E-book di informatica
Marco Ciani
Sommario
Capitolo 1: Il sistema di numerazione binario ................................................................................................... 4
Dalla base 10 alla base 2................................................................................................................................ 4
Dalla base 2 alla base 10................................................................................................................................ 4
Capitolo 2: Operazioni in base 2 ........................................................................................................................ 5
Somma ........................................................................................................................................................... 5
Sottrazione .................................................................................................................................................... 5
Moltiplicazione .............................................................................................................................................. 5
Divisione ........................................................................................................................................................ 6
Capitolo 3: La base 8 .......................................................................................................................................... 6
Capitolo 4: La base esadecimale........................................................................................................................ 6
Capitolo 5: Calcolo dell’occupazione di memoria ............................................................................................. 7
Immagine e video .......................................................................................................................................... 7
Audio ............................................................................................................................................................. 8
Testo .............................................................................................................................................................. 8
ESERCIZIARIO ..................................................................................................................................................... 9
Esercizio 1 ...................................................................................................................................................... 9
Esercizio 2 ...................................................................................................................................................... 9
Esercizio 3 ...................................................................................................................................................... 9
Esercizio 4 ...................................................................................................................................................... 9
Domanda 1 .................................................................................................................................................. 10
Domanda 2 .................................................................................................................................................. 10
Capitolo 6: I diagrammi di flusso ..................................................................................................................... 11
ESERCIZIARIO ............................................................................................................................................... 13
Esercizio 1 ................................................................................................................................................ 13
Esercizio 2 ................................................................................................................................................ 13
Esercizio 3 ................................................................................................................................................ 14
Capitolo 7: Excel .............................................................................................................................................. 16
Operazioni con Excel ................................................................................................................................... 16
Somma ..................................................................................................................................................... 16
Sottrazione .............................................................................................................................................. 17
Moltiplicazione ........................................................................................................................................ 17
Divisione .................................................................................................................................................. 18
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Comandi principali di Excel .......................................................................................................................... 19
I grafici ......................................................................................................................................................... 20
Somma di vettori ..................................................................................................................................... 20
Capitolo 8: il VBA e le macro ........................................................................................................................... 21
Le macro ...................................................................................................................................................... 21
Esempi ......................................................................................................................................................... 23
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Capitolo 1: Il sistema di numerazione binario
Un computer opera per mezzo di un sistema di numerazione binario, cioè
a base 2, perché utilizza solamente due cifre:0 e 1, che corrispondono ad
acceso e spento.
Dalla base 10 alla base 2
Per trasformare un numero dalla base 10 alla base 2 si utilizza il metodo
delle divisioni successive, che consiste nel dividere ripetutamente il
numero scelto per 2 e considerare i resti, che presi in ordine inverso
danno il numero binario.
8
0
2
4
0
2
2
0
2
1
1
2
0
STOP!
Il numero 8 in base 10 equivale al numero 1000 in base 2.
810↔10002
N.B. Per sapere quanto spazio occupa un numero binario è necessario contare le sue
cifre (es. 8 cifre=8 bit=1 byte)
Dalla base 2 alla base 10
Per trasformare un numero dalla base 2 alla base 10 si inizia dalla sua
ultima cifra e si prosegue in questo modo:
10002↔810
0*20+0*21+0*22+1*23 = 0+0+0+8 = 8
4
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Capitolo 2: Operazioni in base 2
Somma
Per sommare due numeri binari si utilizza la seguente tabella come riferimento:
0
0
0
+
=
0
1
1
+
=
1
0
1
1
+
=
0
0
1
1
1
0
+
=
1
0 11 10 1 +
0 0 1 1 =
1 0 0 0
Sottrazione
Per sottrarre due numeri binari si utilizza la seguente tabella come riferimento:
0
0
0
=
1
0
1
=
0
1 1 =
0
1 0 0 1 =
0 1
0
1 10 10 0 0 1 0 1 =
0 0 1 1
Moltiplicazione
Per moltiplicare due numeri binari si utilizza la seguente tabella come riferimento:
0 *
0 =
0
0 *
1 =
0
1
0
0
1
1
1
5
1
0
1
0
1
0
1
1
1
1
1
1
*
=
1
1
1
*
=
+
=
*
=
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Divisione
Per dividere due numeri binari si procede esattamente come per i numeri decimali:
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
0
1
1
1
0
0
1
1
0
1
Capitolo 3: La base 8
Come per la base 2 per trasformare un numero decimale in base 8 si utilizza il
metodo delle divisioni successive, soltanto che invece di dividere per 2 si divide per
8:
59 8
3
7 8
7 0 STOP!
Il numero 59 in base 10 equivale al numero 73 in base 8.
Capitolo 4: La base esadecimale
La base esadecimale (H) utilizza 16 simboli: poiché esistono solo 10 cifre (da 0 a 9),
le rimanenti vengono rappresentate con le lettere dalla A alla F.
Per trasformare un numero dalla base 10 alla base 16 si procede come per la base 2,
soltanto che invece di dividere per 2 si divide per 16.
129
1
16
8
8
16
0
STOP!
Il numero 129 in base 10 equivale al numero 81 in base 16.
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Capitolo 5: Calcolo dell’occupazione di memoria
Immagine e video
Per prima cosa è necessario calcolare la risoluzione in pixel dell’immagine: il pixel è l’unità
fondamentale per la suddivisione di immagini in righe e colonne:
es. 720*512 = 368.640px (pixel)
Poi bisogna calcolare i bit necessari per codificare un colore: il bit è l’unità fondamentale per la
memorizzazione, il trattamento e la transizione dei dati. Se l’immagine è in bianco e nero basterà
un solo bit (o 0 o 1):
es. 2n≥16.800.000 colori (profondità)
225≥16.800.000
25 bit necessari per codificare ogni colore
Moltiplicando la risoluzione per i bit, otterremo lo spazio occupato dall’immagine:
368.640px*25bit = 9.216.000 bit
Se di immagini con questa occupazione ne vengono mostrate 24 al secondo (frame per secondo) in
un video di durata 5 minuti, quanto spazio occupa il video?
Per cominciare è necessario trasformare la durata del video in secondi:
es. 5min = 60*5s = 300 s
A questo punto basta moltiplicare tutti i dati trovati (occupazione immagine, frame per secondo e
durata video)
9.216.000bit*24fps*300s = 6,6*1010bit (occupazione video)
Per comodità è possibile trasformare i risultati in unità più grandi del bit in modo che si possano
avere numeri più semplici con cui operare, seguendo questa tabella:
1 bit
1 byte
1 Kilobyte
1 Megabyte
1 Gigabyte
1 bit
8 bit
8192 bit
8388608 bit = 223bit
8589934592 bit
6,6*1010bit / 223bit = 7867,8 MB
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Audio
Per calcolare l’occupazione di memoria di una registrazione audio bisogna conoscere la frequenza
di campionamento (cioè il numero di campioni presi al secondo), la profondità audio (cioè la
quantità di bit di informazioni presenti per ogni campione) e la durata della registrazione.
Es: campioni per secondo = 44
Profondità audio = 24 bit
Durata = 1min di REC audio
Occupazione = 44*24*60s = 63.360bit
Conversione in Megabyte = 63.360/223 = 7,55*10-3MB
Testo
Per calcolare l’occupazione di memoria di un testo è necessario conoscere il numero di caratteri del
testo (char) e dell’alfabeto utilizzato.
Si procede come per calcolare i bit necessari per codificare un colore, ma si fa per l’alfabeto:
es. Alfabeto di 721 char
Testo di 1016char
2n≥721char
210≥721char
10 bit necessari per codificare un char
Occupazione = 10*1016 = 1017bit = 1017/223MB= 1,2*1010MB
8
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ESERCIZIARIO
Esercizio 1
Eseguire le seguenti conversioni di base, ed indicare il numero di cifre necessarie per la loro
rappresentazione:
17910↔101100112
112110↔46116
10111011001010111012↔19166110
Esercizio 2
Eseguire le seguenti operazioni in base 2. Per la divisione, completare l’esercizio della verifica del risultato:
17910*510=1101111111
17910+112110=10100010100
15110-310=10010100
1011101100101011012/1102=111110011000111 R=11
Esercizio 3
Calcolare l’occupazione audio video e testo della durata di 91 minuti:
Specifiche video
 Risoluzione
1024*1024
 Profondità
1.6*108 colori
 24 frame a
secondo
12
3.8*10
458640
Bit
Megabyte
Specifiche audio
 Profondità 64
bit
 45000 campioni
al secondo
Specifiche del testo
 Alfabeto di 721
char
 Testo di 1015
char
1.52*1010
1875
1016
1.2*109
Esercizio 4
Disegna nello spazio sottostante, lo schema logico di un pc, evidenziando le connessioni: (HD, ROM, RAM,
CPU, schede, ecc)
CPU
CACHE
ALU
CU
ROM
AUDIO
VIDEO
HD
RAM
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RETE
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Domanda 1
Descrivere brevemente la ALU dove si trova, cos’è e a cosa serve
La ALU è il dispositivo presente nella CPU che esegue i principali calcoli aritmetici.
Domanda 2
Definizione di ROM
La ROM (Read Only Memory) è la memoria di sola lettura e si può paragonare al manuale di istruzioni del
computer. La CPU legge infatti nella memoria ROM i passi da seguire per svolgere determinate azioni
come l’accensione del computer.
Nome e Cognome
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Capitolo 6: I diagrammi di flusso
L’insieme dei passi per raggiungere un obiettivo prefissato viene definito
ALGORITMO. Per rappresentare schematicamente algoritmi e procedure si utilizzano
i diagrammi di flusso.
I “blocchi” principali per la costruzione di un diagramma di flusso sono i seguenti:
BLOCCO DI
INIZIO
BLOCCO DI FINE
BLOCCO DI
LETTURA/SCRITTURA
FALSO
BLOCCO DI AZIONE
BLOCCO DI
CONTROLLO
VERO
Blocco di inizio: è il blocco con cui inizia il diagramma.
Blocco di fine: è il blocco con cui termina il diagramma.
Blocco di lettura/scrittura: indica un’operazione di lettura di dati o di scrittura di dati.
Blocco di azione: è il blocco che esegue i calcoli.
Blocco di controllo: indica una decisione. Se è vera, il diagramma deve essere letto dove la freccia
indica vero, se è falsa, il contrario.
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Esempio di diagramma a blocchi:
Dato in input un numero, calcola il cubo se è positivo, il quadrato altrimenti.
INIZIO
Scrivi num
(il numero è maggiore di 0?)
FALSO
ris = num*num
num > 0
(calcola il quadrato)
VERO
ris = num*num*num
(calcola il cubo)
Scrivi ris
(stampa il risultato)
FINE
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ESERCIZIARIO
Esercizio 1
Calcolare l’occupazione di memoria di un video con le seguenti caratteristiche:
Durata
76min
Frame per
secondo
24
Profondità
Risoluzione
106colori
1024*1024
76min = 60*76 = 4560s (durata)
1024*1024 = 1.048.576px (risoluzione)
2n≥106colori
220>106colori
(20 bit per codificare ogni colore)
Occupazione video= 20*1.048.576*24*4560 = 2,2*1012bit
2,2*1012/223 = 262.260 MB
Esercizio 2
Calcolare il risultato della seguente divisione:
777/11=
77710↔11000010012
1110↔10112
1100001001/1011= 100010 R. 111
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Esercizio 3
Diagramma di flusso per il calcolo della tabellina del minore fra 4 numeri:
INIZIO
Leggi A,B,C,D
V
F
A>B
MINORE←B
MINORE←A
V
F
MINORE<C
MINORE←MINORE
MINORE←C
V
F
MINORE<D
MINORE←D
CONTA = 0
Scrivi ris
Ris = min*CONTA
CONTA + 1
VERO
FINE
14
FALSO
CONTA = 11
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Realizzare un diagramma di flusso :
1)Somma due numeri inseriti da tastiera con A>B.
2)Calcola la tabellina della loro somma se il risultato è minore di 10, altrimenti calcola la tabellina della loro
differenza.
INIZIO
Leggi A e B
C←A+B
FALSO
VERO
C≤10
C←A-B
CONTA+1
CONTA←0
SCRIVI TAB
VERO
FINE
15
FALSO
CONTA=11
TAB←CONTA*C
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Capitolo 7: Excel
Excel è uno strumento di lavoro utile per svolgere velocemente calcoli su dati
sperimentali. È un foglio di calcolo formato da righe (fino alla 1048576) e colonne
(fino alla XFD) e dalla loro intersezione si formano le celle, individuate attraverso
coordinate date dal numero della riga su cui si trova la cella e dalla lettera/e della
colonna.
Per spostarsi velocemente verso l’ultima riga o verso l’ultima colonna basta tenere
premuto CTRL+→ oppure CTRL+↓.
Operazioni con Excel
Somma
Per sommare due numeri con Excel o per eseguire qualunque altra operazione matematica è necessario
innanzitutto scrivere = in una cella a scelta, poi, per eseguire la somma di due numeri bisogna scriverli in
altre due celle separate e procedere in uno dei tre modi:
 Scrivere nella cella con = il primo numero + il secondo
 Scrivere nella cella con = le coordinate del primo numero + le coordinate del secondo
 Scrivere nella cella con = la seguente formula: =SOMMA(A1;B1)
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Sottrazione
Per calcolare il risultato di una sottrazione si procede come per la somma, ma mettendo il segno meno
davanti al secondo numero, la formula è la seguente:
=SOMMA(A1;-B1)
Moltiplicazione
Per eseguire una moltiplicazione si utilizza la seguente formula, per fare il segno “per” si usa l’asterisco:
=A1*B1
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Divisione
Per eseguire una divisione si utilizza la seguente formula, usando il simbolo / per il diviso:
=A1/B1
Le formule che vengono inserite possono essere trascinate in altre celle per copiarle tenendo
cliccata la crocetta che appare in basso a destra delle celle e trascinando il mouse fino a
raggiungere quelle desiderate; in questo modo è possibile utilizzare la formula, ma cambiando
ogni volta i riferimenti di essa stessa, utilizzando il simbolo $ mettendolo prima del numero della
riga e prima della lettera della colonna della cella, il riferimento della formula rimarrà inalterato. È
possibile inoltre far continuare automaticamente delle sequenze di vario tipo, inserendo
semplicemente i primi tre termini della successione e trascinandoli fino al punto desiderato (es.
giorni della settimana, numeri, lettere…).
Formattazione condizionale
È un’opzione di Excel che permette di compiere diverse modifiche (formattazioni), come assegnare
delle regole per l’evidenziazione delle celle (es. colorare di giallo una cella se contiene un numero
negativo… ecc.)
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Comandi principali di Excel
Le formule di calcolo di Excel vengono scritte utilizzando alcune funzioni:
=INT
Restituisce la parte intera di un numero.
Es. =INT(A1/2)
=RESTO
Restituisce il resto di una divisione.
Es. =RESTO(A1/2)
=SE
Restituisce un valore se una condizione specificata si realizza, un altro valore se la condizione non
viene realizzata.
=SE(test;[se_vero];[se_falso])
=CONTA.NUMERI
Restituisce la somma dei numeri compresi in un intervallo di celle.
=CONTA.NUMERI(A1:A15)
=CONTA.VALORI
Conta il numero di celle NON vuote in un intervallo prestabilito.
=CONTA.VALORI(val1;[val2]…)
=CONTA.SE
Conta il numero di celle che soddisfano un determinato criterio.
=CONTA.SE(intervallo;criteri)
=MIN
Trova il valore minimo dell'intervallo selezionato.
=MIN(num1;[num2]…)
=MAX
Trova il valore massimo dell'intervallo selezionato.
=MAX(num1;[num2]…)
=MEDIA
Fa la media dei valori dell'intervallo selezionato.
=MEDIA(num1;[num2]…)
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I grafici
In Excel è possibile creare diversi tipi di grafici (a torta, a linee, a barre, ad area, ad istogramma, a
dispersione…).
Per creare un grafico è necessario prima costruire una tabella nella quale inserire i dati, come nell’esempio:
A questo punto basta selezionarla, cliccare su Inserisci e scegliere il tipo di grafico da inserire nel foglio di
lavoro.
Somma di vettori
Con i grafici si possono rappresentare anche dei vettori e la somma di due di essi, utilizzando un grafico a
dispersione con linee dritte e alcune funzioni base. Poiché però Excel una volta inseriti i dati non li
rappresenta come vettori, è necessario ogni volta cliccare sul grafico e successivamente su Seleziona Dati,
rimuovere i dati inseriti e aggiungere delle voci con delle coordinate che inseriamo personalmente (ad
esempio per le coordinate della x possiamo avere 0 che è l’origine, e 14, che è una coordinata del punto
finale del vettore; lo stesso per la y.)
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Capitolo 8: il VBA e le macro
Le macro
Il VBA è un linguaggio di programmazione con il quale è possibile creare delle macro in Excel, ovvero delle
funzioni abbastanza lunghe e complesse che possono essere svolte con un semplice click.
Per creare una macro bisogna andare sulla scheda Sviluppo di Excel e cliccare su Macro, si aprirà così una
scheda nella quale sarà possibile inserire il nome della macro. Cliccando poi su Crea sarà possibile inserire
una serie di comandi da far eseguire al programma.
Alcuni dei comandi che si utilizzano per creare una macro corrispondono a quelli che vengono scritti nelle
celle e i principali sono questi:
Cells (1, 1) Corrisponde alle coordinate di una cella sul foglio
Range(“A1”) Corrisponde ad una cella o ad un intervallo di celle
InputBox È una casella che permette di inserire un valore al suo interno
MsgBox È una casella che visualizza un messaggio durante l’esecuzione di una macro
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Application.Wait È una funzione che serve per far attendere l’applicazione un determinato tempo
If Corrisponde alla funzione SE e viene utilizzata insieme alle funzioni Then (allora) e Else (altrimenti) con la
seguente sintassi:
If (condizione) Then
(istruzioni)
Else
(altre istruzioni)
End If
Interior.Color Permette di cambiare il colore di una determinata cella
For Serve per indicare ad Excel un ciclo di operazioni che devono essere ripetute per un certo numero di
volte
Esempio:
Sub contatore ()
For contatore = 1 To 5
MsgBox(“Il valore di contatore è: “&contatore)
Next contatore
End Sub
CInt(Int((10*Rnd())+1)) Genera un numero casuale
Quando la macro è stata creata si inserisce solitamente un pulsante per averla sempre a portata di mano
quando si lavora sul foglio. Ciò che si deve fare è quindi cliccare su Inserisci sempre nella scheda Sviluppo e
poi scegliere il pulsante; è possibile anche assegnare una macro ad una qualsiasi immagine cliccandoci
sopra con il tasto destro.
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Classe 1C
Esempi
Sub cancella()
Rows(“1:2”).Select
Selection.Clear
End Sub
Sub copia()
Dim a, b As Integer
a = Range("A1")
Range("A2") = a
End Sub
Sub somma()
Dim a, b, c As Integer
a = Range(“A1”)
Range(“A2”) = a
End Sub
Sub incrementa()
Range(“A1”) = Range(“A1”) + 1
End Sub
Sub decrementa()
Range(“A1”) = Range(“A1”) -1
End Sub
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Sub colora()
Cells(1,1).Interior.Color = RGB(200,160,35)
End Sub
Sub contatore()
For contatore = 1 To 5
MsgBox(“Il valore di contatore è: “& contatore)
Next contatore
End Sub
Sub casuale()
Dim value As Integer
Value = CInt(Int((10*Rnd())+1))
End Sub
Sub Massimo()
Dim x, y As Integer
x = InputBox(“Inserisci il valore di x:”)
y = InputBox(“Inserisci il valore di y:”)
If x = y Then
MsgBox(“Hai inserito due valori uguali”)
ElseIf x > y Then
MsgBox(x &” è maggiore di “ & y)
ElseIf
MsgBox(y &” è maggiore di” & x)
End If
End Sub
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