Glossario Fondamenti di informatica

Insieme di simboli. Collezione finita di caratteri da cui si compongono le stringhe di un linguaggio.

Logica dei valori. Struttura matematica che opera su valori vero e falso con operazioni logiche.

Unità aritmetico-logica. Componente del processore che esegue operazioni matematiche e logiche.

Memorie separate. Modello che usa memorie distinte per le istruzioni e per i dati.

Memoria unica condivisa. Modello in cui dati e istruzioni risiedono nella stessa memoria.

Dettagli nascosti. Principio che semplifica un sistema esponendo solo le caratteristiche essenziali.

Stati con magazzino. Modello computazionale che estende gli stati finiti con una memoria a pila.

Memoria limitata fissa. Modello computazionale con un numero finito di stati e transizioni tra di essi.

Valore secondo posizione. Principio per cui il peso di una cifra dipende dalla sua posizione all'interno del numero.

Simboli al secondo. Misura della velocità di trasmissione espressa in cambiamenti di simbolo per secondo.

Byte più pesante prima. Ordinamento che memorizza per primo il byte più significativo di un valore.

Due stati stabili. Circuito che può rimanere in uno di due stati fino a un segnale esterno.

Cifra binaria minima. Unità elementare di informazione che può assumere solo i valori 0 o 1.

Verifica aggiuntiva. Bit extra inserito nei dati per consentire il rilevamento o la correzione di errori.

Controllo semplice errore. Bit aggiunto per rendere pari o dispari il numero di uno in un dato.

Indicatore positivo negativo. Bit più significativo che stabilisce se un numero è positivo o negativo.

Peso minore. Bit che occupa la posizione di valore più basso in un numero binario.

Peso maggiore. Bit che occupa la posizione di valore più alto in un numero binario.

Velocità in bit. Quantità di bit trasferiti o elaborati nell'unità di tempo.

Canale dei valori. Insieme di linee che trasporta i dati tra processore e memoria.

Canale dei comandi. Insieme di linee che trasporta i segnali di coordinamento tra i componenti.

Canale delle locazioni. Insieme di linee che specifica la posizione di memoria da accedere.

Otto bit insieme. Gruppo di otto bit, unità di base per misurare la quantità di dati.

Risolvibile in teoria. Studio di quali funzioni possono essere calcolate da una macchina astratta.

Misure a intervalli. Operazione che rileva il valore di un segnale a istanti regolari nel tempo.

Mezzo di trasmissione. Percorso fisico o logico attraverso cui un messaggio viaggia dalla sorgente al destinatario.

Limite di trasmissione. Massima quantità di informazione trasmissibile in modo affidabile su un canale.

Comando non stampabile. Codice che governa la formattazione o la trasmissione invece di rappresentare un simbolo visibile.

Somma di verifica. Valore calcolato dai dati per rilevare alterazioni durante trasmissione o memorizzazione.

Cuore dell'esecuzione. Sequenza con cui il processore preleva, interpreta ed esegue un'istruzione.

Cifre che contano. Cifre di un numero che ne determinano la precisione, contate dalla prima diversa da zero fino all'ultima nota, esclusi gli zeri iniziali usati solo per collocare la virgola.

Uscita solo presente. Circuito la cui uscita dipende esclusivamente dagli ingressi attuali, senza memoria.

Uscita con memoria. Circuito la cui uscita dipende anche dallo stato precedente del sistema.

Verificabile rapidamente. Insieme dei problemi la cui soluzione può essere controllata in tempo polinomiale.

Risolvibile rapidamente. Insieme dei problemi risolvibili in tempo polinomiale da una macchina deterministica.

Battito di sincronizzazione. Segnale periodico che scandisce e coordina le operazioni del processore.

Punto di codice. Numero univoco assegnato da Unicode a ciascun carattere astratto.

Codifica caratteri base. Standard a 7 bit che associa un numero a lettere, cifre e simboli di controllo.

Correzione di errore. Schema di codifica che individua e corregge errori singoli aggiungendo bit di controllo.

Sistema di codifica binaria in cui due valori consecutivi differiscono per un solo bit. Questa proprietà riduce gli errori di lettura negli encoder di posizione e nei circuiti, perché evita transizioni multiple simultanee che potrebbero essere campionate in stati intermedi errati.

Trasformazione dell'informazione in simboli. Processo che rappresenta un dato o un messaggio mediante un insieme prestabilito di simboli, secondo una corrispondenza definita, allo scopo di trasmetterlo, memorizzarlo o elaborarlo.

Binary-Coded Decimal. Sistema che rappresenta ogni singola cifra decimale con un gruppo di quattro bit, mantenendo separate le cifre invece di convertire l'intero numero in binario; semplifica la conversione e la visualizzazione ma non sfrutta tutte le combinazioni disponibili.

Circuito combinatorio che trasforma un ingresso attivo tra molti in un corrispondente codice binario di uscita, riducendo numerose linee di segnale a poche linee codificate; svolge la funzione inversa del decodificatore.

Tecnica standard per rappresentare interi con segno: i valori negativi si ottengono invertendo tutti i bit del corrispondente positivo e sommando uno. Con n bit copre l'intervallo da -2^(n-1) a 2^(n-1)-1 e unifica addizione e sottrazione.

Rappresentazione di un intero negativo ottenuta invertendo tutti i bit del corrispondente valore positivo. Presenta due configurazioni distinte per lo zero, positivo e negativo, limite superato dalla rappresentazione in complemento a due.

Ramo dell'informatica teorica che studia le risorse di tempo e di spazio richieste da un algoritmo per risolvere un problema in funzione della dimensione dell'input, classificando i problemi in base alla loro difficoltà intrinseca.

Tecnica che riduce la dimensione dei dati scartando in modo irreversibile informazioni ritenute poco percepibili, come in JPEG o MP3; consente rapporti di compressione elevati a scapito della fedeltà all'originale.

Tecnica che riduce la dimensione dei dati eliminando la ridondanza in modo reversibile, così da poter ricostruire l'originale bit per bit; impiegata per testo, dati ed eseguibili, con esempi come ZIP e PNG.

Procedimento che riscrive uno stesso valore numerico passando da un sistema di numerazione a un altro, per esempio da decimale a binario o a esadecimale, senza alterare la quantità rappresentata ma solo la sua notazione.

Capacità di un codice di individuare e ripristinare automaticamente i bit alterati durante trasmissione o memorizzazione, aggiungendo ridondanza controllata come nei codici di Hamming, senza dover ritrasmettere i dati.

Cyclic Redundancy Check, controllo a ridondanza ciclica. Tecnica di rilevamento errori che tratta il blocco di dati come un polinomio e ne calcola il resto della divisione per un polinomio generatore, allegandolo come codice di controllo.

Elemento grezzo, privo di contesto o interpretazione, che rappresenta un fatto, una misura o un simbolo; acquista significato solo quando viene elaborato e messo in relazione, trasformandosi così in informazione.

Proprietà di un problema per cui esiste un algoritmo che, in un numero finito di passi, risponde sempre con certezza sì o no per ogni istanza; il problema della fermata è un classico esempio di problema indecidibile.

Processo inverso della codifica che, applicando la stessa corrispondenza usata in origine, ricostruisce l'informazione di partenza a partire dalla sua rappresentazione in simboli o in codice.

Circuito combinatorio che converte un codice binario in ingresso in un segnale attivo su una sola tra le sue molte uscite, selezionando l'output corrispondente al valore ricevuto; svolge la funzione inversa del codificatore.

Circuito combinatorio che instrada un singolo segnale di ingresso verso una sola tra molte uscite possibili, scelta in base ai bit di selezione; svolge la funzione opposta del multiplexer.

Rappresentazione grafica dei passi di un algoritmo o di un procedimento mediante blocchi di forma convenzionale collegati da frecce, dove ogni simbolo indica un'operazione, una decisione o il flusso di controllo tra le fasi.

Processo che converte un segnale o un'informazione analogica, di natura continua, in una sequenza di valori numerici discreti tramite campionamento e quantizzazione, rendendola così trattabile da un elaboratore.

Numero di posizioni in cui due stringhe di uguale lunghezza differiscono; per le stringhe binarie corrisponde al numero di bit diversi ed è alla base della capacità di un codice di rilevare e correggere gli errori.

Convenzione che stabilisce l'ordine con cui i byte di un dato multibyte vengono memorizzati o trasmessi: nel formato big-endian viene per primo il byte più significativo, nel little-endian quello meno significativo.

Misura della quantità media di informazione, o incertezza, prodotta da una sorgente di messaggi; definita da Claude Shannon come H = -somma di p·log2(p), fissa il limite inferiore ai bit necessari per codificarla senza perdita.

Componente della rappresentazione in virgola mobile che indica la potenza della base per cui va moltiplicata la mantissa, determinando l'ordine di grandezza del numero; nello standard IEEE 754 è memorizzato in forma polarizzata.

Notazione formale che descrive in modo compatto un insieme di stringhe tramite un modello di caratteri e operatori come concatenazione, alternativa e ripetizione; definisce i linguaggi regolari ed è usata per ricerca e validazione di testo.

Software di basso livello memorizzato in modo stabile nella memoria non volatile di un dispositivo, che ne controlla le funzioni fondamentali e fa da ponte tra l'hardware e il software di livello superiore.

Elemento di memoria sequenziale bistabile che conserva un singolo bit e ne aggiorna lo stato in risposta a un segnale di comando o al fronte del clock; è la cella elementare con cui si costruiscono registri e contatori.

Modo normalizzato di esprimere una funzione booleana come somma di prodotti (mintermini) o prodotto di somme (maxtermini), in cui ogni termine contiene tutte le variabili, così da ottenere una scrittura univoca della funzione.

Numero di cicli che il segnale di clock di un processore genera in un secondo, misurato in hertz; scandisce il ritmo delle operazioni ed è uno dei fattori che ne influenzano le prestazioni.

Circuito combinatorio che somma tre bit, i due addendi e il riporto entrante, producendo un bit di somma e un bit di riporto uscente; concatenandone più stadi si costruiscono sommatori binari a più bit.

Funzione che associa a una o più variabili logiche, ciascuna con valore vero o falso, un unico valore d'uscita vero o falso, secondo le operazioni dell'algebra di Boole; è il modello matematico dei circuiti digitali.

Classificazione dei linguaggi formali in quattro classi di potenza espressiva crescente (regolari, liberi dal contesto, dipendenti dal contesto, ricorsivamente enumerabili), ciascuna associata a un tipo di grammatica e di automa riconoscitore.

Unità binaria di quantità di dati pari a 2^30 byte, cioè 1024 mebibyte ovvero 1.073.741.824 byte; introdotta dallo standard IEC per distinguere in modo non ambiguo la potenza di due dal gigabyte decimale.

Unità di misura della quantità di dati pari, in base decimale, a un miliardo di byte (10^9), cioè 1000 megabyte; nel Sistema Internazionale corrisponde al prefisso giga applicato al byte, distinto dal gibibyte binario.

Insieme finito di regole di produzione che, a partire da un simbolo iniziale, genera tutte e sole le stringhe valide di un linguaggio formale, definendone la sintassi in modo rigoroso e non ambiguo.

Circuito combinatorio che somma due singoli bit producendo un bit di somma e un bit di riporto, senza tenere conto di un eventuale riporto entrante; è il blocco elementare da cui si compongono i sommatori binari.

Insieme dei componenti fisici e tangibili di un sistema di calcolo, come processore, memorie, schede e periferiche, contrapposto al software che ne definisce il comportamento tramite le istruzioni.

Unità di misura della frequenza nel Sistema Internazionale, pari a un ciclo o evento che si ripete una volta al secondo; ha simbolo Hz ed è usata per esprimere clock, frequenze di segnali e onde.

Standard tecnico che definisce la rappresentazione binaria dei numeri in virgola mobile e le relative operazioni; specifica i formati (segno, esponente polarizzato, mantissa), i valori speciali come infinito e NaN e le regole di arrotondamento.

Operazione booleana tra due proposizioni, premessa e conseguenza, che risulta falsa soltanto quando la premessa è vera e la conseguenza è falsa, mentre è vera in tutti gli altri casi.

Dato interpretato: risultato dell'elaborazione di uno o più dati che, posti in un contesto, acquistano significato e riducono l'incertezza per chi li riceve.

Dato in ingresso: informazione che entra in un sistema o programma per essere elaborata, proveniente da un utente, da una periferica o da un altro processo.

Segnale che sospende temporaneamente l'esecuzione del programma corrente per far gestire alla CPU un evento urgente, come l'input da una periferica. Al termine della routine di servizio l'esecuzione riprende dal punto interrotto, evitando l'attesa attiva e migliorando l'efficienza.

Unità di misura binaria dei dati pari a 1024 (2 alla decima) byte esatti, distinta dal kilobyte decimale. Simbolo KiB, definita dallo standard IEC 80000-13.

Unità di misura dei dati pari a 1000 byte nel sistema decimale (simbolo kB); nell'uso informatico tradizionale indica spesso 1024 byte, valore oggi indicato più propriamente come kibibyte.

Elemento bistabile di memoria sensibile al livello: e trasparente quando il segnale di abilitazione e attivo, lasciando passare l'ingresso in uscita, e mantiene memorizzato l'ultimo bit quando l'abilitazione e disattiva.

Insieme di stringhe formate da simboli di un alfabeto secondo regole precise; oggetto di studio della teoria degli automi e dei linguaggi.

Insieme di istruzioni codificate in binario che il processore esegue direttamente, senza traduzione; ogni istruzione corrisponde a una sequenza di bit interpretata dall'hardware.

Convenzione di ordinamento dei byte che memorizza per primo, all'indirizzo più basso, il byte meno significativo di un valore multibyte.

Sistema logico fondato su due soli valori, vero e falso (1 e 0), su cui si basano le operazioni dell'algebra booleana e l'elaborazione digitale.

Modello teorico e idealizzato di dispositivo di calcolo, definito dalle operazioni che sa eseguire, usato per studiare algoritmi e livelli di esecuzione indipendentemente dall'hardware reale.

Modello di calcolo astratto con nastro potenzialmente infinito e testina di lettura/scrittura che, tramite regole di transizione, definisce formalmente la nozione di funzione calcolabile.

Nella rappresentazione in virgola mobile, la sequenza di cifre significative che porta la precisione del numero; detta anche significando, viene moltiplicata per la base elevata all'esponente.

Rappresentazione grafica a griglia di una funzione booleana che ne facilita la minimizzazione raggruppando le celle adiacenti che differiscono per un solo bit (codice Gray).

Unità di misura binaria dei dati pari a 1024 kibibyte, ossia 1.048.576 (2 alla ventesima) byte; simbolo MiB, alternativa precisa al megabyte decimale.

Unità di misura dei dati pari a un milione (10 alla sesta) di byte nel sistema decimale, simbolo MB; nell'uso storico indicava talvolta 1.048.576 byte, oggi detti mebibyte.

Memoria piccola e molto veloce interposta fra CPU e memoria centrale, che conserva dati e istruzioni usati di recente. Sfruttando la localita temporale e spaziale degli accessi, riduce drasticamente i tempi medi di attesa colmando il divario di velocità con la RAM.

Strato di controllo interno al processore che traduce ogni istruzione macchina in una sequenza di micro-operazioni elementari eseguite dall'hardware.

Circuito combinatorio che, in base al valore dei segnali di selezione, instrada uno tra più ingressi verso una singola uscita.

Insieme di quattro bit, pari a mezzo byte, rappresentabile con una singola cifra esadecimale.

Rappresentazione binaria che codifica anche il segno del valore, tipicamente in complemento a due, potendo esprimere quantita sia positive sia negative.

Rappresentazione binaria che usa tutti i bit disponibili per esprimere il valore, potendo codificare solo quantita non negative.

Classe di grandezza di una quantita espressa come potenza di dieci, usata per confrontare in modo sintetico dimensioni molto diverse.

Risultato in uscita: informazione o dato prodotto da un sistema o programma al termine dell'elaborazione e reso disponibile all'utente o a un altro processo.

Condizione di errore che si verifica quando il risultato di un'operazione eccede l'intervallo di valori rappresentabile con il numero di bit disponibili.

Schema di controllo d'errore in cui un bit aggiuntivo viene impostato in modo che il numero totale di bit a uno nella parola risulti dispari.

Schema di controllo d'errore in cui un bit aggiuntivo viene impostato in modo che il numero totale di bit a uno nella parola risulti pari.

Tecnica di progettazione del processore che suddivide l'esecuzione delle istruzioni in stadi sovrapposti, così che mentre un'istruzione viene decodificata la successiva viene già prelevata. Aumenta il throughput sfruttando il parallelismo, ma introduce complicazioni come gli hazard da gestire.

Porta logica che realizza la congiunzione: produce uscita a livello alto solo quando tutti i suoi ingressi sono a livello alto.

Porta logica la cui uscita e la negazione della congiunzione (AND) degli ingressi; e funzionalmente completa, potendo realizzare qualsiasi altra funzione booleana.

Porta logica la cui uscita e la negazione della disgiunzione (OR) degli ingressi; e funzionalmente completa, potendo realizzare qualsiasi altra funzione booleana.

Porta logica a un solo ingresso, detta anche invertitore, che produce in uscita il valore logico opposto a quello presente in ingresso.

Porta logica che realizza la disgiunzione: produce uscita a livello alto quando almeno uno dei suoi ingressi e a livello alto.

Porta logica, negazione dello XOR, che produce uscita a livello alto quando gli ingressi hanno lo stesso valore; con due ingressi funge da comparatore di uguaglianza.

Porta logica che realizza la disgiunzione esclusiva: con due ingressi produce uscita a livello alto solo quando i valori degli ingressi sono diversi tra loro.

In rappresentazione numerica, il grado di finezza con cui un valore può essere espresso, determinato dal numero di bit (in particolare della mantissa) dedicati a rappresentarlo.

Problema indecidibile che dimostra l'impossibilita di un algoritmo generale capace di stabilire, per ogni programma e input, se l'esecuzione terminera o proseguira all'infinito.

Problema appartenente alla classe NP e al tempo stesso NP-arduo: ogni altro problema di NP vi si riduce in tempo polinomiale, il che lo rende tra i più difficili della classe.

Forma canonica di un'espressione booleana costituita da una congiunzione (AND) di termini che sono a loro volta disgiunzioni (OR) di variabili, dette termini somma o maxtermini.

Registro della CPU che contiene l'indirizzo di memoria della prossima istruzione da prelevare ed eseguire, aggiornandosi automaticamente durante il ciclo di esecuzione.

Descrizione di un algoritmo con sintassi informale, mista di linguaggio naturale e costrutti di programmazione, indipendente da uno specifico linguaggio e non direttamente eseguibile.

Operazione che approssima l'ampiezza di ogni campione di un segnale al livello discreto più vicino tra un numero finito di valori, introducendo l'errore detto rumore di quantizzazione.

Base di un sistema di numerazione posizionale, cioè il numero di cifre distinte disponibili e la potenza che determina il peso di ciascuna posizione.

Piccola cella di memoria interna al processore, molto veloce, che conserva dati, indirizzi o istruzioni durante l'elaborazione immediata.

Registro formato da flip-flop in cascata che a ogni impulso di clock trasferisce i bit memorizzati di una posizione, usato per conversioni serie-parallelo e ritardi.

Registro strettamente legato alla ALU che conserva un operando e riceve il risultato delle operazioni aritmetiche e logiche, accumulando i valori intermedi dei calcoli a più fasi.

Registro speciale della CPU i cui bit, detti flag, riassumono l'esito dell'ultima operazione segnalando riporto, zero, segno o overflow, e guidano le istruzioni di salto condizionato.

Parte di un messaggio che non aggiunge informazione perché prevedibile o deducibile dal resto; può essere sfruttata per la compressione o per il rilevamento e la correzione degli errori.

Capacità di accorgersi che i dati sono stati alterati durante trasmissione o memorizzazione, tramite ridondanza come bit di parità o checksum, senza necessariamente correggerli.

Alterazione casuale e indesiderata che si sovrappone a un segnale durante la trasmissione o l'elaborazione, degradandone la qualità e riducendo l'informazione ricevuta.

Grandezza che varia con continuità nel tempo, assumendo infiniti valori intermedi entro un intervallo, in modo analogo alla grandezza fisica che rappresenta.

Grandezza che rappresenta l'informazione mediante un insieme finito di livelli discreti, tipicamente due, distinti e numerabili nel tempo.

Insieme di tutti i comandi elementari che una CPU è in grado di riconoscere ed eseguire, che definisce l'interfaccia tra hardware e software (ISA).

Sistema di numerazione posizionale in base due che rappresenta ogni valore usando solo le cifre 0 e 1, alla base della codifica elettronica dei calcolatori.

Sistema di numerazione posizionale in base dieci che usa dieci cifre, da 0 a 9, dove ogni posizione ha peso pari a una potenza di dieci.

Insieme di convenzioni che associa in modo univoco simboli o sequenze di bit a informazioni, caratteri o valori, per rappresentarli e trasmetterli.

Sistema di numerazione posizionale in base sedici che usa i simboli da 0 a 9 e da A a F, notazione compatta in cui una cifra corrisponde a quattro bit.

Sistema di numerazione posizionale in base otto che usa le cifre da 0 a 7, in cui ogni cifra corrisponde a un gruppo di tre bit, utile come notazione compatta del binario.

Insieme dei programmi, delle istruzioni e dei dati che determinano il funzionamento di un calcolatore, in contrapposizione all'hardware fisico.

Forma canonica di un'espressione booleana costituita da una disgiunzione (OR) di termini prodotto, ciascuno congiunzione (AND) di variabili o loro negazioni.

Entità che genera i messaggi o i dati da trasmettere lungo un canale di comunicazione, primo elemento del modello di comunicazione di Shannon.

Stato finale di un automa che, se raggiunto al termine della lettura, indica che la stringa in ingresso appartiene al linguaggio riconosciuto.

Stringa di lunghezza zero, priva di simboli, indicata di solito con epsilon; è l'elemento neutro della concatenazione, poiché unità a qualsiasi stringa la lascia invariata.

Schema che elenca il valore di uscita di una funzione o espressione logica per ogni possibile combinazione dei valori di verità degli ingressi.

Misura dell'efficacia di una compressione, data dal rapporto tra la dimensione dei dati originali e quella dei dati compressi; un valore più alto indica una riduzione maggiore.

Regola dell'algebra di Boole per cui la negazione di una congiunzione equivale alla disgiunzione delle negazioni, e viceversa, scambiando così AND con OR.

Disciplina matematica, fondata da Claude Shannon, che quantifica l'informazione tramite l'entropia e ne studia la codifica, la compressione e la trasmissione affidabile.

Unità di misura della quantità di dati pari a mille miliardi (10^12) di byte, ossia mille gigabyte nel sistema decimale SI; da distinguere dal tebibyte (TiB), pari a 2^40 byte.

Regola di un automa o di una macchina a stati che, in base al simbolo di ingresso e allo stato corrente, determina lo stato successivo.

Standard internazionale che assegna a ogni carattere dei sistemi di scrittura del mondo un identificatore numerico univoco, detto code point, indipendente dalla codifica in byte.

Componente del processore che decodifica le istruzioni e genera i segnali che coordinano e sincronizzano il lavoro della ALU, dei registri e della memoria.

Codifica di Unicode che rappresenta ogni carattere con una o due unità da sedici bit; i caratteri oltre il piano base usano coppie surrogate.

Codifica di Unicode a lunghezza variabile che rappresenta ogni carattere con una sequenza di uno a quattro byte ed è retrocompatibile con l'ASCII.

Grandezza dell'algebra di Boole che può assumere soltanto due valori, vero o falso (1 o 0), corrispondenti agli stati della logica binaria.

Rappresentazione dei numeri frazionari in cui la posizione della virgola è fissa, con un numero predefinito di cifre per la parte intera e per quella frazionaria.

Rappresentazione dei numeri reali mediante mantissa ed esponente rispetto a una base fissa, che permette di coprire un ampio intervallo di valori con precisione relativa.

Insieme di bit che il processore elabora come unità fondamentale; la sua ampiezza, tipicamente 16, 32 o 64 bit, caratterizza l'architettura della macchina.