INTRODUZIONE ALL’ INFORMATICA Prof. Domenico Consoli -Fano (PU)- ENTRA

Diapositiva sommario INFORMATICA INTERAZIONE TRA I VARI COMPONENTI LA MACCHINA MACCHINE MECCANICHE MACCHINE ELETTROMECCANICHE MACCHINE ELETTRONICHE LE MACCHINE DEL 2000 PERSONAL COMPUTER IL PROGRAMMA AUTOMATISMO INFORMAZIONI TIPI DI INFORMAZIONI ELABORAZIONI DELLE INFORMAZIONI MACCHINA DI TURING AUTOMA ALGORITMO MACCHINA DI TURING E ALGORITMI COMPUTABILITA’

Informazione Automatica INFORMATICA Informazione Automatica Elaborazione automatica delle informazioni I dati vengono elaborati, processati in maniera automatica Per l’elaborazione automatica serve : una macchina (hardware) un programma (software) Le informazioni

INTERAZIONE TRA I VARI COMPONENTI Se manca uno di questi componenti non si può parlare di elaborazione automatica delle informazioni Se manca la macchina viene meno il componente che elabora Se manca il programma non si hanno le istruzioni per automatizzare l’elaborazione Se mancano le informazioni non si sa cosa elaborare

LA MACCHINA LA MACCHINA La macchina a differenza dell’uomo elabora molte informazioni in pochissimo tempo. Le macchine da elaborazione che l’uomo ha utilizzato nel passato sono state di diversi tipi: Meccaniche Elettromeccaniche Elettroniche La macchina a differenza dell’uomo elabora molte informazioni in pochissimo tempo. Le macchine da elaborazione che l’uomo ha utilizzato nel passato sono state di diversi tipi: Meccaniche Elettromeccaniche Elettroniche

MACCHINE MECCANICHE Abaco  primo vero strumento per eseguire i calcoli risale al 2000 a.c. I moderni elaboratori traggono le origini dalle macchine meccaniche del 1600 che automatizzavano le 4 operazioni aritmetiche. Il primo capitolo della storia degli elaboratori è stato scritto dal matematico e filosofo Blaise Pascal con la costruzione nel 1642 della sua Pascalina.

MACCHINE ELETTROMECCANICHE Nel 1890 lo statistico americano Hollerith progettò una macchina elettromeccanica che leggeva da schede perforate i dati anagrafici dei cittadini americani per il censimento La macchina di Hollerith si basava sul funzionamento di relè elettromeccanici che comandati da impulsi elettrici aprivano e chiudevano un circuito elettrico. Gli impulsi elettrici passavano attraverso fori presenti in schede perforate.

MACCHINE ELETTRONICHE Il capostipite degli elaboratori elettronici fu l’ENIAC progettato nel 1946 ENIAC  Electronic Numerical Integrator And Computer L’Eniac conteneva 18.000 valvole, 1500 relè, 70.000 resistori, 10.000 condensatori, pesava 30 tonnellate e consumava 140 KW di potenza Qualche anno dopo Von Neumann terminò la costruzione dell’EDVAC Electronic Discrete Variable Automatic Computer, primo elaboratore funzionante a programma memorizzato

LE MACCHINE DEL 2000 LE MACCHINE DEL 2000 Mainframe Minicomputers Network computer Personal Computer Laptop Computer Palmare

PERSONAL COMPUTER Prezzo accessibile Semplicità d’uso Il personal computer è l’elaboratore più diffuso per i seguenti motivi: Prezzo accessibile Semplicità d’uso Flessibilità nell’uso Mole di programmi disponibili

NECESSITA UN PROGRAMMA IL PROGRAMMA L’elaboratore in quanto macchina non specializzata non è in grado di di eseguire alcun lavoro se prima non viene predisposto a fare quelle cose. Bisogna fornire la successione delle operazioni, delle istruzioni necessarie per svolgere il compito richiesto. NECESSITA UN PROGRAMMA Ad ogni programma memorizzato nell’elaboratore corrisponde l’esecuzione di un determinato compito.

AUTOMATISMO  AUTOMATON capace di muoversi da solo Il programma memorizzato nel computer con tutte le istruzioni “innescano” l’elaborazione automatica delle informazioni. Le operazioni, una volta avviate, vengono svolte attraverso un meccanismo che è in grado di portarle a termine senza un intervento esterno. AUTOMATISMO  AUTOMATON capace di muoversi da solo

INFORMAZIONI INFORMAZIONI = DATI + SEMANTICA DATI = SIMBOLI CON I QUALI VIENE RAPPRESENTATA LA REALTA’ Il prezzo o il peso di un prodotto, i nomi dei clienti, la data di spedizione SEMANTICA = SIGNIFICATO CHE IL DATO ASSUME NEL PARTICOLARE CONTESTO DI RIFERIMENTO Se il numero 30 non dice molto se si parla di euro si capisce che e’ un prezzo o un costo o ricavo. Il numero 180 assume un particolare significato se sono i cm di altezza di una persona

TIPI DI INFORMAZIONI Una macchina può elaborare diversi tipi di informazioni : informazioni numeriche ( 100, 3000, 15200, …) informazioni alfanumeriche (Rossi Carlo, Via Pisa 15, …) informazioni multimediali (suoni, immagini,filmati,…) Istruzioni ( while …., if….then….else, for i= …. to …)

Elaborazione delle informazioni di input Il processo di elaborazione partendo da informazioni disponibili in ingresso produce altre informazioni che migliorano la comprensione della realtà esterna. input  quantità, prezzo_unitario output  valore merce = quantità x prezzo_unitario I dati di ingresso,con l’elaborazione, vengono arricchiti di un valore aggiunto che ne accresce l’utilità. Il valore della merce può essere utilizzato per il calcolo dell’iva, per la stampa del documento di trasporto, …..

AUTOMA UNIVERSALE DI ELABORAZIONE MACCHINA DI TURING MACCHINA ASTRATTA SU COSTRUZIONE CONCETTUALE PER DEFINIRE L’ELABORAZIONE AUTOMATICA DELLE INFORMAZIONI MODELLO ASTRATTO DI MACCHINA IN GRADO DI COGLIERE L’AUTOMATIZZAZIONE DI UN PROBLEEMA COMPUTABILE AUTOMA UNIVERSALE DI ELABORAZIONE

AUTOMA AUTOMA DISPOSITIVO CHE STABILISCE UNA PRECISA RELAZIONE TRA I DATI D’INGRESSO E QUELLI DI USCITA IN RAGIONE DEGLI STATI INTERNI SENZA ALCUN INTERVENTO DALL’ ESTERNO Lo stato di un sistema è l’insieme dei valori delle grandezze che definiscono il sistema in un determinato istante (iniziale, in itinere e alla fine) LA MACCHINA DI TURING E’ UN AUTOMA DISCRETO O A STATI FINITI, OVVERO UN AUTOMA CHE PUO’ ASSUMERE SOLO UN NUMERO FINITO E PREDETERMINATO DI STATI.

PROCEDIMENTO RISOLUTIVO DEL PROBLEMA ALGORITMO MODELLO  FORMA DI RAPPRESENTAZIONE SEMPLIFICATA DELLA REALTA’ CHE TIENE CONTO DI TUTTI GLI ELEMENTI DETERMINANTI PER RISOLVERE UN PROBLEMA ALGORITMO  SUCCESSIONE ORDINATA E FINITA DI TUTTE LE OPERAZIONI DA COMPIERE PER LA RISOLUZIONE DI UN PROBLEMA PARTENDO DA DETERMINATI DATI D’INGRESSO. PROCEDIMENTO RISOLUTIVO DEL PROBLEMA

Macchina di Turing e Algoritmi GLI ELABORATORI ESEGUONO ALGORITMI La macchina di Turing è la rappresentazione fedele di cosa sia un algoritmo. La macchina di Turing (esecutore di algoritmi) è caratterizzata da: -dati di input da trasformare in dati di output programma che effettua la trasformazione memoria in cui registrare i dati intermedi dei calcoli Agente che esegue le azioni programmate

COMPUTABILITA’ Si definisce computazione di una macchina di Turing una sequenza finita di stati iniziale, intermedi e finale; ognuno di essi viene ottenuto in un passo alla volta dal precedente Una funzione è calcolabile secondo Turing se esiste una macchina di Turing che la calcola Ogni funzione calcolabile è Turing calcolabile