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Informatica per le discipline umanistiche e linguistiche Roberto Zamparelli.

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Presentazione sul tema: "Informatica per le discipline umanistiche e linguistiche Roberto Zamparelli."— Transcript della presentazione:

1 Informatica per le discipline umanistiche e linguistiche Roberto Zamparelli

2 Precursori nel precedente ordinamento (509): IU B/C/D Informatica Umanistica A (= ECDL, impartito a livello di ateneo; vedi http://www.unitn.it/ecdl/http://www.unitn.it/ecdl/ ora un prerequisito) Informatica Umanistica B (Poesio, 3 crediti) Informatica Umanistica C (Zamparelli, 3 crediti)

3 Situazione attuale Un singolo corso di Informatica per le discipline umanistiche e linguistiche (IDUL), diviso in due parti consecutive allo stesso orario: Orario: Lun., Giov. 12-14, Ven 10-12 Contenuti: elementi di IU-B e -C, più vari argomenti nuovi.

4 Requisiti per studenti 509 Gli studenti del precedente ordinamento (509) che devono superare moduli di IU (B e/o C). possono presentarsi allesame di IDUL: Come non frequentanti, con il programma di IU-C 2008/09 (3 crediti) e con le stesse modalità di esame (vedi sito)sito Come frequentanti del nuovo programma (6 crediti) Come non frequentanti del nuovo programma (6 crediti)

5 Web & esercitazioni Sito web con materiali del corso ed informazioni sullesame: http://people.lett.unitn.it/zamparelli/http://people.lett.unitn.it/zamparelli/ (clic su IDUL / IU per l' A/A in corso) Esercitazioni in laboratorio informatico: Per gli studenti di beni culturali: F.Cavulli: (Data Base) Esame: orale con discussione di un progetto informatico (vedi sito per i dettagli)

6 Contenuti Parte I: Nozioni di base: struttura fisica e teorica dei computer Informazione e sua codifica vari livelli Linguaggi di marcatura: HTML ed XML Basi di dati e loro usi in campo umanistico Nozioni di linguistica dei corpora Concetti e problematiche del WEB 2.0

7 Bibliografia Parte I: Lazzari, et al. Informatica Umanistica, McGraw Hill. 2010 Materiali sul sito (Note del docente,siti web)

8 Bibliografia (IU-C) Per chi segue il programma IU-C: Castano, Ferrara e Montanelli "Informazione, conoscenza e web per le scienze umanistiche",Pearson Addison Wesley, 2009 Ciotti Testi elettronici e banche dati testuali: problemi teorici e tecnologie, disponibile online.online Materiali sul sito (Note del docente,siti web)

9 Credits Slide adattate e modificate da materiali su web di: Massimo Poesio Roberta Cuel Ciotti e Roncaglia Lazzari et. al. (per gentile concessione delleditore) A tutti, grazie!

10 email Roberto Zamparelli : roberto.zamparelli@unitn.it roberto.zamparelli@unitn.it Fabio Cavulli Fabio.cavulli@lett.unitn.it

11 Perché mai uno studente di Lettere & Filosofia dovrebbe seguire un corso di informatica? La madre di tutte le domande su questo corso:

12 Tre risposte Per motivi PRATICI generali Per motivi SPECIFICI alle materie umanistiche Per motivi SOCIALI e CULTURALI

13 Informatica come strumento pratico Saper usare strumenti informatici per Email Web Composizione di un documento Uso di spreadsheet (fogli di calcolo) o di un database fa ormai parte delle qualificazioni di base richieste per qualunque professione Un sito web e ormai un modo standard per distribuire informazioni. Anche un sito molto semplice puo essere utilissimo!

14 Informatica come strumento culturale (anche per le discipline umanistiche) Storici, materie letterarie: Archivi di testi con possibilità sofisticate di ricerca Analisi di testo (per esempio, riconoscimento di autori)riconoscimento di autori Archeologia: Strumenti CAD/GIS per visualizzare ed analizzare reperti Beni culturali: Database di immagini Analisi di oggetti darte Lingue/mediazione linguistica: Dizionari online, creazione di dizionari, lessici inversi, thesauri Dizionari online Traduzione automatica Software di ausilio alla traduzione

15 Informatica come strumento sociale Importanza degli strumenti informatici per la comunicazione e l'informazione diffusa Social network (Facebook, Twitter, Google+,...) Wikipedia, Youtube, etc. Cloud computing (I nostri dati e programmi in mano altrui) Questi strumenti non sono neutrali, ed è cruciale capire in che direzione ci spingono e quale effetto hanno su di noi e sulla società. Chi li controlla? Che effetto hanno su di noi?

16 Concetti scientifici entrati nelluso comune Dalla fisica: o Entropia o Relatività o Principio di indeterminazione Dallinformatica: o Informazione, codice (e crittografia) o Digitale vs. analogico o Bootstrapping o Computabilità e suoi limiti

17 Nozioni di base: Modelli teorici della computazione: algoritmi Modelli matematici della computazione: la macchina di Turing

18 MODELLI TEORICI DELLA COMPUTAZIONE Un PROGRAMMA e un ALGORITMO posto in forma comprensibile al computer Il nome ALGORITMO non e stato inventato dagli informatici ma dai matematici Deriva dal nome del matematico persiano Muhammad ibn Mūsa 'l-Khwārizmī che attorno all825 scrisse un trattato chiamato Kitāb al-djabr wa 'l- muqābala (Libro sulla ricomposizione e sulla riduzione) Muhammad ibn Mūsa 'l-Khwārizmī AL-KHWARIZMI ALGORISMO ALGORITMO ALGEBRA AL-DJABR

19 ALGORITMO Definizione informale di ALGORITMO: una sequenza FINITA di passi DISCRETI e NON AMBIGUI che porta alla soluzione di un problema

20 UN PROBLEMA E IL SUO ALGORITMO: IL MASSIMO COMUN DIVISORE

21 MCD: UN ALGORITMO ELEMENTARE A scuola si impara un algoritmo molto semplice per calcolare MCD: la SCOMPOSIZIONE IN FATTORI PRIMI 42 = 2 x 3 x 7 56 = 2 x 2 x 2 x 7 Algoritmo MCD(M, N): 1. Scomponi M ed N in fattori primi 2. Estrai i componenti comuni e moltiplicali Questo metodo si può solo applicare per numeri piccoli (la scomposizione in fattori primi richiede molto tempo)

22 MCD: ALGORITMO DI EUCLIDE I moderni calcolatori non usano lalgoritmo elementare per calcolare il MCD, ma un algoritmo molto piu efficiente la cui prima menzione e negli Elementi di Euclide, e che divenne noto agli occidentali tramite Al- Khwarizm Vedi p.es. http://www.webfract.it/MATJAVA/MCD1.htm http://www.webfract.it/MATJAVA/MCD1.htm

23 Esempio linguistico: il copista frettoloso 1. Nelmezzodelcammindinostravita 2. Miritrovaiperunaselvaoscura 3. chéladirittaviaerasmarrita. 4. Ahquantoadirqualeraècosadura 5. estaselvaselvaggiaeaspraeforte Come poter riinserire automaticamente gli spazi omessi dal copista frettoloso?

24 Esempio linguistico: il copista frettoloso 1. Nelmezzodelcammindinostravita 2. Miritrovaiperunaselvaoscura 3. chéladirittaviaerasmarrita. 4. Ahquantoadirqualeraècosadura 5. estaselvaselvaggiaeaspraeforte Ingredienti: lessico del linguaggio dantesco, un sistema per leggere singoli caratteri

25 Idea generale (prima versione ) Si legge un carattere alla volta, accumulando i caratteri in una stringa (= una sequenza di caratteri). Appena la stringa è una parola del lessico, si inserisce uno spazio. Questo algoritmo richiede dei test (punti di scelta), rappresentabili come rombi in un diagramma di flusso

26 Diagrammi di flusso TEST AZIONE B AZIONE A SI NO Legenda Rombi = test Rettangoli = azioni Frecce = passaggio

27 Si inizia da una casella di partenza (qui in verde) e si seguono le frecce. Quando si incontra un rombo, si verifica se la condizione è soddisfatta o meno, e si prosegue attraverso la freccia "Si" o quella "No", a seconda dei casi. L'algoritmo termina se arriva in ogni caso ad una posizione terminale (qui "Successo!" o "Fallimento"); non termina se entra in un circolo chiuso.

28 Limiti dellalgoritmo? Nelmezzodelcammindinostravita Miritrovaiinunaselvaoscura …

29 Inserimento spazi, take 2 : Prendi sempre la parola più lunga possibile

30 "Scegli la parola più lunga possibile, ma se con questa scelta non riesci a completare il verso, ritorna sui tuoi passi e scegline un'altra. (backtracking – dettagli del meccanismo non rappresentati) Spazi in Dante, take 3

31 Algoritmo 3: risultati Nelmezzodelcammindinostravita Nel--mezzodelcammindinostravita Nel--mezzo--delcammindinostravita Nel--mezzo--del--cammin--dinostravita Nel--mezzo--del--cammin--*dino--stravita ("Fallimento! ritorna a *) Nel--mezzo--del--cammin--di--nostravita …

32 MODELLI MATEMATICI DELLA COMPUTAZIONE

33 Le funzioni di un computer o elaborare linformazione o usando il processore (Central Processing Unit - CPU) o memorizzare linformazione o usando la memoria principale (RAM) o usando la memoria secondaria (MEMORIA PERMANENTE) o fare linput/output dellinformazione elaborata o usando i dispositivi di input/output

34 COMPUTAZIONE E MEMORIA IN UN COMPUTER INPUTOUTPUT MEMORIA CPU IstruzioniDati

35 LA MACCHINA DI TURING

36 LA MACCHINA DI TURING... È una descrizione estremamente astratta delle attivita del computer, che pero cattura il suo funzionamento fondamentale Basata su unanalisi di cosa fa un calcolatore (umano o meccanico) Alan Turing, 1912-1954

37 COMPUTAZIONE E MEMORIA NELLA MACCHINA DI TURING In una macchina di Turing abbiamo : Una CPU: composta da: Un programma: un insieme di regole che determinano il comportamento della testina a partire dal suo stato e dal simbolo letto (= sistema operativo) una testina che si trova in ogni momento in uno fra un insieme limitato di stati interni e che si muove sulla memoria, leggendone e a volte modificandone il contenuto. Una MEMORIA, composta da: un nastro di lunghezza indefinita, suddiviso in cellette che contengono simboli predefiniti (ad es. 0e 1);

38 FUNZIONAMENTO DI UNA MACCHINA DI TURING

39 UNA DIMOSTRAZIONE DEL FUNZIONAMENTO DELLA MACCHINA DI TURING Simulazioni di Macchina di Turing su web: http://ironphoenix.org/tril/tm/ http://www.di.unipi.it/settcult/TMSimulatore/TMApplet.html

40 MACCHINA DI TURING UNIVERSALE Nelle macchine di Turing piu semplici, si trova una distinzione molto chiara tra PROGRAMMA (= gli stati) e DATI (= contenuto del nastro) Turing pero dimostro che era possibile mettere anche il programma sul nastro, ed ottenere una macchina di Turing universale – che LEGGEVA sul nastro la prossima istruzione da eseguire prima di leggere i DATI su cui occorreva eseguirla I computer moderni sono macchine di Turing universali.

41 ALCUNI RISULTATI DIMOSTRATI USANDO IL MODELLO DI TURING Non tutte le funzioni sono CALCOLABILI Ovvero: non e possibile scrivere un algoritmo per risolvere qualunque problema in modo ESATTO ed in tempo FINITO Il PROBLEMA DELLARRESTO (HALTING PROBLEM): non e possibile dimostrare che una macchina di Turing universale si fermera o meno su un programma specifico Questi risultati valgono per qualunque calcolatore, ammesso che valga la TESI DI CHURCH-TURING (per cui si veda p.es. questo link alle slide di Edoardo Datteri )slide di Edoardo Datteri

42 DALLA MACCHINA DI TURING AI COMPUTER MODERNI La macchina di Turing aiuta a capire come sia possibile manipolare informazione in base a un programma, leggendo e scrivendo due soli simboli: 0e 1 Da questo punto di vista, pur essendo un dispositivo ideale, la macchina di Turing è strettamente imparentata col computer

43 PROGRAMMI E DATI La macchina di Turing ci aiuta a capire la differenza tra programmi e dati. Programmi: I programmi: sequenze di istruzioni per lelaborazione delle informazione Definiscono quale debba essere il comportamento del processore Dati: Distinzione tra dato e informazione: Dato: sequenza di bit, può essere interpretato in più modi diversi Informazione: dato + significato del dato

44 STORIA DEI COMPUTER ELETTRONICI Ispirati alla macchina di Turing 1936 Konrad Zuse costruì in casa lo Z1 usando i relè; 1941 c/o politecnico di Berlino Z3 ; 1942 macchina per il computo elettronico (Satanasso-Berry- Computer). La memoria erano condensatori fissati ad un grande tamburo cilindrico di 1500 bit; 1943 COLOSSUS, costruito e rimasto segreto fino al 1970. Memorizzazione di dati in aritmetica binaria basati sulla ionizzazione termica di un gas

45 SVILUPPO DEI CALCOLATORI ELETTRONICI 1943-46 ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) sviluppato da Eckert & Mauchly Logica DECIMALE 30 armadi x 3m, 30t per una superficie di 180mq, 300 moltiplicazioni al secondo fino al 1973 ritenuto il primo calcolatore elettronico programmabile (riconnettendo i circuiti!!) 1945-49 EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer ) Primo computer basato sull Architettura di von Neumann (dovuta a Eckert, Mauchly & von Neumann): programmi immagazzinati in memoria Logica BINARIA

46 ARCHITETTURA DI VON NEUMANN Eckert e Mauchly, dopo aver sviluppato ENIAC, proposero un modello in cui i programmi erano immagazzinati direttamente in memoria. (Mentre in ENIAC il programma doveva essere codificato direttamente in hardware). Il modello teorico che ne risulto – lArchitettura di Von Neumann influenzò direttamente la realizzazione di EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer)

47 DA ZUSE A EDVAC

48 DOPO EDVAC 1948: primo computer commerciale (UNIVAC) 1954: primo computer a transistors (Bell Labs) ~1960: valvole sostituite da transistors 1971: primo microprocessore (Intel 4004) 1975: primo microcomputer (Altair) 1975: fondazione di Microsoft 1976: Apple I e Apple II 1979: primo Spreadsheet (VisiCalc)

49 PROSSIME LEZIONI Architettura di Von Neumann Rappresentazione dei dati

50 LETTURE Storia dellInformatica Wikipedia: http://it.wikipedia.org/wiki/Storia_dell%27informaticahttp://it.wikipedia.org/wiki/Storia_dell%27informatica Wikipedia: http://it.wikipedia.org/wiki/Storia_del_computerhttp://it.wikipedia.org/wiki/Storia_del_computer Paul Ceruzzi, Storia dellInformatica, Apogeo Macchina di Turing on-line http://www.warthman.com/ex-turing.htm (solo addizione) http://www.warthman.com/ex-turing.htm http://ironphoenix.org/tril/tm/


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