INTRODUZIONE ALL’ INFORMATICA

INFORmazione automaTICA Sinonimi: Informatics Informatique Information processing Electronic Data Processing Computer Science IT o Information Technology (Tecnologia dell’ informazione) ICT o Information and Communication Technologies o l’insieme delle macchine (hardware) e dei programmi (software) per elaborare e trasmettere le informazioni.

Definizione di Informatica L’ Informatica è l’insieme delle discipline e delle tecniche che hanno per obiettivi: 1. la raccolta, l’organizzazione ed il trattamento automatico delle informazioni mediante macchine (gli elaboratori) 2. i procedimenti automatici speciali per la trasformazione delle informazioni.

PASCALINA

Il sistema binario (2) Gottfried Leibnitz crea il sistema binario costituito, a differenza di quello decimale, dalle combinazioni di due sole cifre: zero e uno.

Il binario MonosillabiSINO Stati elettriciONOFF Segni geometrici/telegrafici. - Impulsi elettrici/onde(V=costante>0, tensione V=0) Cifre 1 0 Segni + - Il termine inglese è “informazione binaria” Binary digIT B I T.

Primo esempio di traduzione del linguaggio umano in codici registrati su schede perforate (3) intorno al 1804, il meccanico francese Joseph Marie Jacquard inventò un dispositivo che automatizzava i processi di orditura dei tessuti E’ il primo esempio di registrazione delle ISTRUZIONI su un apposito cartoncino

Il primo progetto di calcolatore numerico automatico meccanico (4) Il primo progetto di calcolatore numerico automatico meccanico è dovuto, intorno al 1833, al matematico inglese Charles Babbage che progettò la macchina analitica (ANALYTICAL ENGINE) per costruire TABELLE

BABBAGE: macchina alle differenze (FUNZIONANTE) BABBAGE: macchina analitica (non funzionante)

Primo esempio di dati codificati registrati su un supporto (5) Nel 1850 l’ingegnere Hermann Hollerith, adottò una particolare codifica per registrare dati su schede meccanografiche e per immetterli in macchine che potevano contabilizzare i dati registrati

Relè (relais) Il relè è un dispositivo dotato di contatti elettrici che vengono azionati per mezzo di un elettromagnete quando la bobina viene percorsa dalla corrente.

ALAN TURING Matematico e logico Inglese Nato a Londra nel 1912 Imparò a leggere in tre settimane Si laureò a 22 anni a Cambridge (mecc. Quantistica) Nel 1934 descrisse la sua “macchina” Durante la II guerra mondiale decodificò ENIGMA (tedesca) Partecipò al progettò Colossus (primo computer elettronico digitale programmabile) Arrestato nel 1952 fu condannato ad una severissima pena Si suicidò nel 1954

matematico informatico ungherese matematico informatico ungherese naturalizzato statunitense John von Neumann ( ) matematico informatico ungherese naturalizzato statunitensenaturalizzatostatunitense matematico informatico ungheresenaturalizzatostatunitense  Nel 1945 esce L'EDVAC (Electronic Discrete Variables Automatic Computer) è la prima macchina digitale programmabile tramite un software basata su quella che sarà poi definita l'architettura di von Neumann.1945EDVAC softwarearchitettura di von Neumann  Gli anni della guerra vedono von Neumann coinvolto nel progetto Manhattan per la costruzione della bomba atomica  Un tumore alle ossa lo costringe sulla sedia a rotelle. Muore a Washington l'8 febbraio del 1957 Washington

Modello di elaborazione manuale (non automatica) e trasformazione in modello di elaborazione automatica  uomo  calcolatrice  FOGLIO  Istruzioni  FOGLIO  Istruzioni  Risultati  finali  FOGLIO  Dati di  uscita  Risultati intermedi  FOGLIO  Dati di  ingresso  FOGLIO  Dati di  ingresso  MEMORIA  UNITA’  ARITMETICO  LOGICA  UNITA’  DI  CONTROLLO INGRESSOINGRESSO USCITAUSCITA

Processo di elaborazione automatica  UNITA’ DI  INGRESSO  (input)  MEMORIA  UNITA’  ARITMETICO-LOGICA  UNITA’  DI  CONTROLLO  UNITA’  DI USCITA  (output)  unità’ centrale  dati schema risolutivo  del problema  risultati  Flusso di dati e istruzioni   Direzione delle Azioni di controllo

Modello Von Neumann  UNITA’ DI  INGRESSO  UNITA’ DI  USCITA  MEMORIA  clock  PROCESSORE  (CPU)  UNITA’  DI  CONTROLLO  UNITA’  ARITMETICO-LOGICA  PROCESSORE  (CPU)

LE GENERAZIONI (prima) ( ) Nel 1946 la Pennsylvania University realizzò l’ ENIAC a valvole termoioniche John von Neumann introdusse il principio del programma memorizzato cioè il principio di registrare nell’ unità di memoria dell’elaboratore sia la sequenza delle istruzioni (il programma) sia i dati da elaborare Valvole termoioniche

LE GENERAZIONI (seconda) ( ) è caratterizzata dalla sostituzione delle valvole con i transistori. I transistor sono dispositivi elettronici costituiti da semiconduttori. Vengono detti semiconduttori alcuni cristalli (es. germanio, silicio) che presentano sia proprietà conduttrici che non conduttrici. Nascono i linguaggi FORTRAN, ALGOL, COBOL, BASIC Transistor con base b collettore c emettitore e

TABELLA DI VERITA’ FFF FVF VFF VVV Tabella che riporta il risultato (Vero/Falso) delle Operazioni logiche

PORTA LOGICA DISPOSITIVO ELETTRONICO CHE ESEGUE UNA OPERAZIONE LOGICA VERO FALSO Porta logica FALSO

Memorie a nuclei magnetici

LE GENERAZIONI (terza) caratterizzata dall’uso di circuiti integrati in media scala (MSI), cioè fino a cento componenti per circuito MINICOMPUTER MEMORIA VIRTUALE MULTIPROCESSORI TIME-SHARING Linguaggi PASCAL, PL1 Circuito integrato

I circuiti integrati sono delle piastrine di silicio dell’ordine di grandezza di venti millimetri quadrati dove sono assemblati i componenti dei circuiti (100 se in MSI) (Componenti sono: Transistori, capacità, condensatori, resistenze, etc.)

LE GENERAZIONI (quarta) ( ) vede la massima diffusione dei circuiti integrati in larga scala (LSI =1000 componenti) ad altissima integrazione (VLSI = componenti)

LE GENERAZIONI (quarta) MICROPROCESSORE INTEL di Edward HOFF WORKSTATION GESTORI BASI DATI SUPERCOMPUTER MICROELETTRONICA (telefoni, hi-fi, etc.) ADA (Ada Lovelace)

LE GENERAZIONI (quinta) (dal 1982) si differenzia solo per gli sviluppi concettuali e teorici. SOFTWARE I.A. intelligenza artificiale (SISTEMI ESPERTI)

ALGORITMO algoritmo uno schema o procedimento sistematico di calcolo cioè l’insieme ordinato delle fasi logiche che conducono alla soluzione di un problema (ovvero di problemi di una stessa classe) trasformando i dati iniziali a disposizione.

SOFTWARE istruzione o comando ogni singola operazione; programma di calcolo o semplicemente programma la successione delle istruzioni scritte in uno specifico linguaggio.

Modello di elaborazione manuale (non automatica) uomo calcolatrice FOGLIO Istruzioni FOGLIO Istruzioni Risultati finali FOGLIO Dati di uscita Risultati intermedi FOGLIO Dati di ingresso FOGLIO Dati di ingresso

ESEMPIO DI ALGORITMO AX+B=0 Se A è diverso da 0 allora X=-B/A altrimenti è un’equazione impossibile.

ESEMPIO DI ALGORITMO AX+B=0 Es. 2x-10=0 A=2 è diverso da 0.

A = 2 B =-10 FOGLIO DATI DI INGRESSO

A = 2 B =-10 FOGLIO RISULTATI INTERMEDI A B C X FOGLIO DATI DI INGRESSO

A = 2 B =-10 FOGLIO RISULTATI INTERMEDIFOGLIO DATI DI INGRESSO ABCXABCX Inizio 2. Leggi i valori associati ad A e B e scrivili su R.I. 3. Moltiplica per -1 il valore associato a B ed il risultato scrivilo a fianco alla voce C. 4. Dividi il valore associato a C per il valore associato ad A ed il risultato scrivilo a fianco alla voce X su R.I. 5. Riporta il valore associato ad X sul FOGLIO DATI DI USCITA. 6. Fine 10

A = 2 B =-10 FOGLIO RISULTATI INTERMEDIFOGLIO DATI DI INGRESSO ABCXABCX Inizio 2. Leggi i valori associati ad A e B e scrivili su R.I. 3. Moltiplica per -1 il valore associato a B ed il risultato scrivilo a fianco alla voce C. 4. Dividi il valore associato a C per il valore associato ad A ed il risultato scrivilo a fianco alla voce X su R.I. 5. Riporta il valore associato ad X sul FOGLIO DATI DI USCITA Fine

economico-commerciale, industriale, in casa, per la didattica, per la formazione professionale, nello spettacolo, nelle arti, nelle scienze, in ingegneria, in matematica, nei sistemi informativi, nella navigazione, etc Alcune applicazioni dell’Informatica

CAD (Computer aided design) progettazione CAM (Computer aided manufacturing)produzione Virtuale Elaborazione delle transazioni Telelavoro Editoria elettronica (desktop publishing) Analisi finanziarie

Alcune applicazioni dell’Informatica Cinema, musica, sport, animazioni, ecc. Cataloghi, consultazioni, ricerche, acquisti Operazioni bancarie, giochi

Discipline alla base delle applicazioni informatiche

APPLICAZIONI ARCHITETTURE SISTEMI Circuiti logici Elettronica digitale FISICA Teoria dei codici Teoria dell' informazioone FISICA Strutture algebriche ALGEBRA