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Storia dell'informatica - uniud 2009- 10 - corrado bonfanti - traccia lez.5-6 TRACCIA PER LE LEZIONI 5-6 martedì 30 marzo, ore 16 30 -18 15, aula 5 ARGOMENTI.

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1 storia dell'informatica - uniud corrado bonfanti - traccia lez.5-6 TRACCIA PER LE LEZIONI 5-6 martedì 30 marzo, ore , aula 5 ARGOMENTI  INTRODUZIONE: SUPPORTI DI REGISTRAZIONE E CODIFICHE BINARIE.  SISTEMI MECCANOGRAFICI A SCHEDE PERFORATE.  PROCEDURE MECCANOGRAFICHE CON ELABORAZIONE SEQUENZIALE:UN ESEMPIO.

2 storia dell'informatica - uniud corrado bonfanti - traccia lez.5-6 ARGOMENTI  INTRODUZIONE: SUPPORTI DI REGISTRAZIONE E CODIFICHE BINARIE.  SISTEMI MECCANOGRAFICI A SCHEDE PERFORATE.  PROCEDURE MECCANOGRAFICHE CON ELABORAZIONE SEQUENZIALE:UN ESEMPIO.

3 storia dell'informatica - uniud corrado bonfanti - traccia lez.5-6 schede perforate Diversi impieghi delle schede perforate antecedenti o contemporanei alla meccanografia: (*) - telaio automatico Jacquard; - progetto della Macchina Analitica (Babbage); - riproduttori musicali. (*) vedi altre lezioni

4 storia dell'informatica - uniud corrado bonfanti - traccia lez.5-6 riproduttori musicali Esempio di riproduttori musicali: pianola a cartoni perforati (circa 1920)

5 storia dell'informatica - uniud corrado bonfanti - traccia lez.5-6 Il principio di base della tecnologia delle schede perforate (o nastri) consiste nel codificare linformazione mediante stringhe di caratteri binari (presenza o assenza di un foro in una determinata posizione del supporto di registrazione). altri generi di codifica binaria Lo stesso principio presiede ad altri generi di codifica binaria sviluppati in epoche e per finalità diverse.

6 storia dell'informatica - uniud corrado bonfanti - traccia lez.5-6 Altri generi di codifica binaria Alfabeto Morse Alfabeto Morse per la telegrafia elettrica. Inventato da Samuel Morse (USA) intorno al 1840; di uso corrente fino a oltre la metà del secolo scorso. Caratteri di lunghezza variabile.

7 storia dell'informatica - uniud corrado bonfanti - traccia lez.5-6 Altri generi di codifica binaria Alfabeto Baudot Alfabeto Baudot per la telegrafia elettrica. Inventato da Émile Baudot (Francia) intorno al 1870; di uso corrente fino a oltre la metà del secolo scorso. Caratteri di lunghezza fissa (5 bit) e con prefisso Lettere/Cifre. Al suo nome sispira il Baud, unità di misura della velocità di trasmissione: 1 Baud = 1 carattere/secondo (= 1 bit/secondo per un canale binario).

8 storia dell'informatica - uniud corrado bonfanti - traccia lez.5-6 Altri generi di codifica binaria Alfabeto Baudot Alfabeto Baudot per la telegrafia elettrica. Inventato da Émile Baudot (Francia) intorno al 1870; di uso corrente fino a oltre la metà del secolo scorso. Caratteri di lunghezza fissa (5 bit) e con prefisso Lettere/Cifre. Al suo nome sispira il Baud, unità di misura della velocità di trasmissione: 1 Baud = 1 carattere/secondo (= 1 bit/secondo per un canale binario).

9 storia dell'informatica - uniud corrado bonfanti - traccia lez.5-6 ARGOMENTI  INTRODUZIONE: SUPPORTI DI REGISTRAZIONE E CODIFICHE BINARIE.  SISTEMI MECCANOGRAFICI A SCHEDE PERFORATE.  PROCEDURE MECCANOGRAFICHE CON ELABORAZIONE SEQUENZIALE:UN ESEMPIO.

10 storia dell'informatica - uniud corrado bonfanti - traccia lez.5-6 Sistema meccanografico primordiale di Hollerith (1890)

11 storia dell'informatica - uniud corrado bonfanti - traccia lez.5-6 Il prestigioso periodico Scientific American dedica la prima pagina al censimento USA del 1890: una sorta di certificato di nascita della meccanografia. Sistemi meccanografici a schede perforate Sistemi meccanografici a schede perforate: una tecnologia che per oltre 60 anni è stata il solo mezzo per elaborare grandi volumi dinformazioni per gli scopi più disparati.

12 storia dell'informatica - uniud corrado bonfanti - traccia lez.5-6 Nella concezione originaria di Hollerith, le schede sono suddivise in zone tematiche. Sono qui evidenziate le zone relative al genere, alletà e alla nazione di origine della persona censita (nellesempio si tratta di: donna, 13 anni, originaria dellItalia). Le informazioni non sono codificate bensì registrate con il criterio SI/NO (presenza o assenza della perforazione ); la sola operazione aritmetica consentita è quindi il semplice conteggio delle schede che contengono informazioni omogenee (perforazioni nelle medesime posizioni). Nellesempio si è lasciata evidenza delle diciture prestampate che, nella realtà, vengono annullate dalle perforazioni) F 10 3 It Scheda per il censimento USA del 1890

13 storia dell'informatica - uniud corrado bonfanti - traccia lez.5-6 A - Perforatrice a pantografo. Le schede vengono inserite a mano una alla volta. B - Pressa ad aghi per la lettura delle schede inserite manualmente una alla volta. C - Pannello di contatori a quadrante. Ciascun contatore ha una lancetta per le unità e una per le centinaia. I conteggi parziali o finali devono essere trascritti a mano a cura delloperatore. Il numero dei contatori (40 nella figura) veniva stabilito in base alle esigenze dellutente. D - Selezionatrice (ordinatrice o sorter) per la raccolta di gruppi di schede con dati omogenei. Ogni casella ha un coperchio la cui apertura è comandata dai circuiti di lettura opportunamente connessi; la scheda letta viene imbucata manualmente nella casella attivata e il coperchio ritorna poi in posizione di riposo. B C D A molla ago scheda (su posizione perforata) vaschetta mercurio filo elettrico chiodo di contatto (al contatore e al sorter) leva guida connessioni elettriche pressa di lettura molla contatto elettrico

14 storia dell'informatica - uniud corrado bonfanti - traccia lez.5-6 La tabulatrice era in grado di eseguire solo la più rudimentale delle operazioni aritmetiche: il conteggio. Al suo interno era però alloggiato lo Switch Board: una serie di relè, cablando i quali era possibile combinare logicamente i segnali elettrici provenienti dalle perforazioni in diverse zone della scheda. Contatori ( Counter Board ) Relè ( Switch Board )

15 storia dell'informatica - uniud corrado bonfanti - traccia lez.5-6 F 10 3 La tabulatrice era in grado di eseguire solo la più rudimentale delle operazioni aritmetiche: il conteggio. Al suo interno era però alloggiato lo Switch Board: una serie di relè, cablando i quali era possibile combinare logicamente i segnali elettrici provenienti dalle perforazioni in diverse zone della scheda. Questo consentiva, per esempio, di convogliare su un unico contatore il conteggio delle schede relative a femmine di età 13 anni cablando i relè in modo da realizzare la doppia congiunzione logica F AND 10 AND 3 Contatori ( Counter Board ) Relè ( Switch Board )

16 storia dell'informatica - uniud corrado bonfanti - traccia lez.5-6 Commenti Lefficienza del sistema Hollerith rispetto ai preesistenti procedimenti puramente manuali è testimoniata dal successo nel censimento USA del 1980 e dalla rapida diffusione, anche fuori del paese di origine, dei sistemi meccanografici. Tuttavia sono evidenti alcune carenze del sistema primordiale tra cui, in particolare, - la quantità delle incombenze operative che gravavano sugli operatori i quali dovevano trattare manualmente ogni singola scheda; - la mancanza di un mezzo di registrazione scritta dei risultati dei conteggi, che dovevano quindi essere trascritti a mano; - la limitatissima intelligenza elaborativa che era confinata alla capacità di eseguire conteggi, di stabilire connessioni and e di suddividere le schede in gruppi omogenei (selezione ovvero ordinamento). Le carenze iniziali hanno peraltro rappresentato altrettanti stimoli verso i successivi notevolissimi miglioramenti funzionali e tecnologici in termini soprattutto di velocità, di automatismo operativo, di capacità aritmetiche e di flessibilità dimpiego; ne parleremo tra poco. Da sottolineare anche lambiente malsano che caratterizzava questi impianti primitivi: il mercurio nei pozzetti del lettore di schede era di per sé inquinante e lalimentazione elettrica dava anchessa il suo bravo contributo. Infatti, fino a quando non vennero messi in opera gli impianti per la produzione massiva di energia elettrica e le relative reti di trasporto e di distribuzione, lalimentazione delle apparecchiature era realizzata in loco mediante batterie chimiche tuttaltro che salubri (piombo, acidi, …). A quel tempo le batterie elettriche erano le poco raccomandabili compagne anche di altri tipi di apparecchiature come i telefoni per lutenza pubblica e domestica.

17 storia dell'informatica - uniud corrado bonfanti - traccia lez.5-6 EVOLUZIONE TECNOLOGICA

18 storia dell'informatica - uniud corrado bonfanti - traccia lez.5-6 La scheda con codifica numerica a colonne, segna il passaggio alla meccanografia moderna (1913). Innovazioni fondamentali. 1- Alla struttura a zone subentra quella a colonne (45 colonne x 10 righe); in luogo della modalità SI/NO, in ogni colonna può essere codificata una delle 10 cifre. 2 - Il tracciato-scheda, definibile con grande flessibilità a seconda delle necessità, è formato da campi (gruppi di colonne contigue) associati a una specifica classe di informazioni. 3 - Quando un campo rappresenta una quantità numerica (e non, p.e., un codice identificativo o una data), i dati ivi registrati su schede successive possono essere sommati e non solo contati. Questo è possibile grazie al miglioramento delle tabulatrici (registri totalizzatori) e si apre così la possibilità dimpiego in applicazioni di tipo contabile. 4 - La scheda è ora adatta al trascinamento automatico e alla lettura veloce mediante un pettine di spazzole metalliche (in epoca successiva, mediante cellule fotoelettriche). 5 - La scheda assume il formato delle banconote in dollari dellepoca, allo scopo di riutilizzare le cassettiere già in uso presso le banche. TRACCIATO SCHEDA CAMPOCOLONNA

19 storia dell'informatica - uniud corrado bonfanti - traccia lez.5-6 La Remington adotta una struttura di 90 colonne x 6 righe su due fasce sovrapposte che raddoppia la capienza del formato precedente. La codifica a 6 bit comprende anche i caratteri alfabetici; impone però una eccessiva densità di perforazione che può compromettere la robustezza della scheda. Inoltre, la disposizione a fasce sovrapposte appesantisce la complessità di tutte le apparecchiature.

20 storia dell'informatica - uniud corrado bonfanti - traccia lez.5-6 Per sfruttare appieno le accresciute prestazioni delle tabulatrici, lIBM porta a 12 le righe disponibili per la codifica che viene così estesa ai caratteri alfabetici e speciali. La codifica a 12 bit è oltremodo ridondante e quindi la densità delle perforazioni risulta molto bassa. Viene anche introdotto il foro rettangolare la cui esigua larghezza consente di alloggiare 80 caratteri (colonne) per scheda. Questo diventerà lo standard di fatto che continuerà a valere anche per le schede utilizzate come input agli elaboratori elettronici.

21 storia dell'informatica - uniud corrado bonfanti - traccia lez.5-6 Perforatrice, con la quale i dati da elaborare vengono registrati sulle schede, di norma rilevandoli da documenti cartacei (moduli di censimento, documenti contabili, …). Malgrado i perfezionamenti, la perforazione è inevitabilmente soggetta ai ritmi delloperatore umano ed è rimasta quindi il principale collo di bottiglia del data entry. (1) A pantografo, con inserimento manuale. (2) A tastiera, con alimentazione automatica. Con i modelli più perfezionati, i caratteri registrati vengono anche stampati in chiaro nella parte superiore della scheda; si dispone anche del posizionamento automatico (allineamento ai campi del tracciato scheda). Con una macchina molto simile, la verificatrice, si esegue una seconda registrazione e si rilevano le discordanze (probabili errori). perforatrice (2) I tre componenti più importanti di un sistema meccanografico sono illustrati qui appresso nellaspetto originario e in quello evoluto. (1)

22 storia dell'informatica - uniud corrado bonfanti - traccia lez.5-6 selezionatrice Selezionatrice (sorter) o meglio ordinatrice, che riunisce le schede in gruppi omogenei (p.e. genere femminile; età 25) ovvero ordina i gruppi nella sequenza desiderata (p.e. età crescente). (3) A posizionamento manuale. Lordinamento non è ancora una funzione autonoma bensì unoperazione manuale asservita alla lettura della scheda, che comanda lapertura del coperchio della casella appropriata. (4) La macchina è adesso dotata di un proprio lettore di schede, le quali vengono alimentate, trascinate e incasellate automaticamente. È così possibile lordinamento preventivo, che è alla base delle cosiddette elaborazioni sequenziali. Con una ulteriore macchina (non presente nei sistemi originari) detta inseritrice (collator) si fondono le schede provenienti da due o più gruppi ordinati, intercalandole nel modo desiderato. (3) (4)

23 storia dell'informatica - uniud corrado bonfanti - traccia lez.5-6 tabulatrice Tabulatrice: è il cuore del sistema meccanografico e precorre alcune funzioni dellelaboratore elettronico. (5) A contatori (normalmente in numero di 40, aumentabile a richiesta e a spese dellutente) e con lettore a pressa di aghi per scheda singola. Il conteggio delle perforazioni nelle posizioni connesse al rispettivo contatore era lunica rudimentale funzione elaborativa. (6) In varie tappe, a partire dalladozione della scheda a colonne, si sono aggiunte importanti funzionalità: lettore veloce di schede; registri per la somma di quantità numeriche; sottrazione eseguita col metodo del complemento decimale; stampa di prospetti riepilogativi, con totali parziali e finali; trattamento e stampa di dati alfabetici e non solo numerici. (6) (5)

24 storia dell'informatica - uniud corrado bonfanti - traccia lez.5-6 Tabulatrice del periodo Tabulatrice del periodo E dotata di cinque registri sommatori-totalizzatori (A) ma non ancora di apparato stampante. In alto a sinistra il lettore veloce di schede (B), con alimentazione e trascinamento automatici e lettura mediante spazzole metalliche, le quali stabiliscono un contatto elettrico quando incontrano una perforazione nella scheda che sta passando al di sotto di loro. A B

25 storia dell'informatica - uniud corrado bonfanti - traccia lez.5-6 Tabulatrice stampante programmabile (periodo 1930) A B C D A - Lettore veloce di schede. B - Registri sommatori-totalizzatori. C - Stampante. D - Pannello (fisso) e cavi di connessione per la predisposizione delle elaborazioni da svolgere (programmazione).

26 storia dell'informatica - uniud corrado bonfanti - traccia lez.5-6 Pannello per un programma particolarmente complicato, inserito nella tabulatrice (foto a sinistra) e in vista particolareggiata (foto a destra). Schema-guida, sul quale le connessioni del pannello di programmazione venivano progettate a tavolino. La versatilità delle apparecchiature meccanografiche, e specialmente delle tabulatrici, è stata ulteriormente accresciuta rendendole programmabili mediante pannelli intercambiabili. Prima di allora, per realizzare una specifica elaborazione era necessario un intervento hard sulle connessioni circuitali. I pannelli intercambiabili, una volta collaudati, venivano invece conservati e costituivano una vera e propria biblioteca di programmi riutilizzabili.


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