Anno Accademico 2001-2002 Corso di Informatica Informatica per Scienze Biologiche e Biotecnologie Anno Accademico 2001-2002.

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1 Anno Accademico 2001-2002 Corso di Informatica Informatica per Scienze Biologiche e Biotecnologie Anno Accademico 2001-2002

2 Corso di Informatica Informatica per Scienze Biologiche e Biotecnologie Lezione 1 - Intro

3 Anno Accademico 2001-2002 Corso di Informatica Scopo del Corso Permettere un utilizzo del computer che sia cosciente della struttura della macchina, senza doverne peraltro conoscere i dettagli tecnologici. L'introduzione analizza il quadro che storicamente porta alla realizzazione degli attuali computer, in modo da chiarire i concetti alla base del calcolo automatico e rendere maggiormente comprensibili gli attuali orientamenti dell'informatica. Successivamente si introducono i concetti di modello e algoritmo. Si inizia quindi ad individuare tutte le componenti logiche di un computer, le loro funzioni e le loro interazioni, anche in relazione ai sistemi operativi. Un breve cenno ai linguaggi di programmazione e alle basi dati precede la trattazione delle interfacce uomo macchina, per giungere all'utilizzo pratico di alcuni pacchetti software standard.

4 Anno Accademico 2001-2002 Corso di Informatica Programma del Corso 1 - Breve storia del computer -Pascal -Von Neumann -Turing -Eniac 2 - Algoritmi e modelli -Concetto di modello -Parametri di un modello -Flussi procedurali -Algoritmi -Alcuni esempi 3 - Le componenti logiche del computer -Unità centrale -Memoria Centrale -Memorie di massa -Periferiche: stampanti, scanner, modem, etc. 4 - Il sistema operativo -Funzione dei sistemi operativi -Principali sistemi operativi: DOS, Linux, MS Windows, etc. 5 - I linguaggi di programmazione -Cosa è un linguaggio di programmazione -Codice macchina -I principali linguaggi: -Basic -C -Fortran -Cenni su altre famiglie di linguaggi 6 - Le basi dati -La memorizzazione dei dati -Il file system e la sua organizzazione -File sequenziali -Basi di dati gerarchiche e relazionali -Ipertesti e ipermedia 7 - Le interfacce utente -Le interfacce alfanumeriche: interazione tramite comandi -Le interfacce grafiche: interazione tramite mouse 8 - Uso di pacchetti standard -Utilizzo di MS-Word -Utilizzo di Excel -Utilizzo di Powerpoint 9 - I computer in rete -Cosa è una rete di computer

5 Anno Accademico 2001-2002 Corso di Informatica Breve Storia del Computer Il fine di questa parte introduttiva è dare allo studente un quadro chiaro di come si è giunti storicamente alla realizzazione degli attuali computer. In tal modo è possibile chiarire i concetti alla base del calcolo automatico e rendere maggiormente comprensibili gli attuali orientamenti dell'informatica.

6 Anno Accademico 2001-2002 Corso di Informatica Algoritmi e Modelli Per capire come funziona un computer è indispensabile avere chiaro che il computer basa il proprio funzionamento su modelli della realtà. Pertanto è necessario costruire un terreno comune per le parti successive del corso.

7 Anno Accademico 2001-2002 Corso di Informatica Le Componenti Logiche del Computer Questa parte del corso ha il fine di individuare tutte le componenti logiche di un computer, le loro funzioni e le loro interazioni. Sempre in questa stessa parte si inizierà a vedere alcuni esempi concreti di periferiche.

8 Anno Accademico 2001-2002 Corso di Informatica Il Sistema Operativo Scopo di questa sezione è dare una precisa idea di quali siano le funzioni di un sistema operativo, in quanto elemento centrale nel funzionamento di un computer.

9 Anno Accademico 2001-2002 Corso di Informatica I Linguaggi di Programmazione Si illustrerà la funzione dei linguaggi di programmazione, senza peraltro scendere in dettagli tecnici. Scopo è solo quello di chiarire come si traduce un qualunque modello/algoritmo in modo comprensibile alla macchina.

10 Anno Accademico 2001-2002 Corso di Informatica Le Basi Dati Occorre capire come si possono organizzare le informazioni su un computer e come possono essere ritrovate in momenti successivi.

11 Anno Accademico 2001-2002 Corso di Informatica Le Interfacce Utente Fondamentale, per chi abbia la necessità di utilizzare un computer, è capire come interagire con la macchina. Il punto di contatto è proprio l'interfaccia, che si può presentare in modo estremamente banale come nel caso delle versioni alfanumeriche o come metafora di una scrivania.

12 Anno Accademico 2001-2002 Corso di Informatica Uso di Pacchetti Standard Nozioni di base per garantire la capacità di utilizzare in modo corretto i pacchetti standard più diffusi.

13 Anno Accademico 2001-2002 Corso di Informatica I Computer in Rete Come far cooperare tra loro i computer.

14 Anno Accademico 2001-2002 Corso di Informatica Informatica per Scienze Biologiche e Biotecnologie Lezione 1 - Breve Storia del Computer

15 Anno Accademico 2001-2002 Corso di Informatica Breve Storia del Computer Pascal Von Neumann Turing Eniac

16 Anno Accademico 2001-2002 Corso di Informatica Pascal Pascal (Blaise), matematico, fisico, filosofo e scrittore francese (Clermont, od. Clermont- Ferrand, 1623 - Parigi 1662)....progettò una «macchina aritmetica», capostipite delle macchine calcolatrici a ingranaggi, il modello definitivo della quale fu pronto peraltro solo nel 1652.

17 Anno Accademico 2001-2002 Corso di Informatica Pascal Figlio del suo tempo e della passione per automi e congegni a orologeria pensò che sarebbe stato utile alla sua quotidiana fatica di matematico un qualche marchingegno che facesse i calcoli in vece sua. Nasce larithmétique. Un congegno pieno di quadranti, ruote dentate e ingranaggi che girando e combinandosi variamente era in grado di sommare e sottrarre.

18 Anno Accademico 2001-2002 Corso di Informatica Dopo Pascal Dopo Pascal tocca a Leibniz (1646-1716) che si impegna, negli anni che vanno dal 1670 al 1673, in una sorta di perfezionamento della macchina di Pascal. Riesce a costruire quella che viene comunemente chiamata la "ruota dentata di Leibniz" che era in grado di moltiplicare e di dividere oltre che di sottrarre e sommare. Un passo fondamentale lo fece Charles Babbage (1792-1871). Babbage costruisce due diverse macchine. La prima fu la cosiddetta "macchina delle differenze" che risultò tanto difficile da mettere a punto da portare il proprio ideatore all'esaurimento nervoso.

19 Anno Accademico 2001-2002 Corso di Informatica Dopo Pascal L'idea per la seconda macchina venne a Babbage da un artigiano francese, Joseph-Marie Jacquard (1752-1834), che aveva inventato un telaio automatico a schede perforate. Tanto è vero che, suggerisce chi si intende di lavoro a maglia, un tipo di ornamento che inconsapevolmente portiamo sui nostri maglioni si chiama jacquard. Babbage pensò che la sua "macchina analitica" poteva ben essere costituita di due parti. La prima doveva eseguire le varie operazioni aritmetiche, la seconda doveva essere una sorta di deposito in cui immagazzinare variabili e risposte. Due serie di schede dunque. Una per ogni parte della macchina.

20 Anno Accademico 2001-2002 Corso di Informatica Hollerith Censimento degli Stati Uniti del 1880 disastroso. Herman Hollerith (1860- 1929). Hollerith ebbe la buona idea, per lui, di fondare una società che poi divenne l'odierna Ibm, ma ebbe soprattutto il merito di inventare uno speciale punzone che perforava delle schede. In quello che può essere considerato un ulteriore miglioramento della macchina di Jacquard, le schede perforate passavano in un apparecchio dotato di una serie di aghi. Quando un ago incontrava una perforazione, un circuito elettrico si chiudeva, altrimenti restava aperto.

21 Anno Accademico 2001-2002 Corso di Informatica Von Newmann Neumann (John [Johann] von), matematico ungherese naturalizzato americano (Budapest 1903 - Washington 1957), è considerato uno dei più geniali scienziati del XX sec. Laureatosi nel 1926, emigrò negli Stati Uniti nel 1930, dove nel 1933 fu nominato professore di matematica nell'Institute for Advanced Study di Princeton, dove rimase per tutta la vita.

22 Anno Accademico 2001-2002 Corso di Informatica Von Newmann Se si voleva conservare il parallelismo organismo/automa a ogni livello, era necessario descrivere la strategia secondo la quale un automa avrebbe potuto riprodursi senza alcun intervento esterno. Ora è evidente che un organismo artificiale per potersi riprodurre avrebbe avuto bisogno di quattro componenti: 1) un settore che si preoccupasse di produrre e/o raccogliere le materie prime necessarie alla sua esistenza e alla sua crescita e che elaborasse queste materie nella forma più opportuna; 2) un settore che raccogliesse le istruzioni necessarie a portare a termine in modo corretto la produzione, la raccolta e l'elaborazione di materie prime compiuta dal settore numero uno; 3) una centrale di controllo che coordinasse e controllasse il lavoro dei settori uno e due; 4) un programma di più alto livello che sovraintendesse e coordinasse l'intero processo.

23 Anno Accademico 2001-2002 Corso di Informatica Von Newmann A Neumann si deve la ideazione della struttura attuale dei computer, invariante rispetto al tipo di tecnologia utilizzata per realizzarli.

24 Anno Accademico 2001-2002 Corso di Informatica Turing Matematico inglese Alan Mathison Turing (Londra 1912 - Wilmslow, Cheshire, 1954). Durante la seconda guerra mondiale sviluppò, insiema a Ian Fleming, la Dea Orientale, macchina in grado di decodificare i codici segreti tedeschi durante la seconda guerra mondiale. E di sicuro doveva funzionare abbastanza bene se, per tenere segreta la sua esistenza, gli inglesi furono disposti a sacrificare addirittura una città.

25 Anno Accademico 2001-2002 Corso di Informatica Turing La macchina di Turing è una macchina molto semplice e, soprattutto, teorica. E costituita da un nastro, simile a una pellicola cinematografica (e quindi suddiviso in sezioni simili a fotogrammi) che la macchina, per mezzo di un ingranaggio, può far scorrere avanti e indietro. La macchina può leggere da questo nastro, scrivere o cancellare. Dobbiamo quindi pensarla come costituita da un sistema di controllo, da uri unità di lettura e scrittura e da un nastro infinitamente lungo. Inoltre è necessario stabilire lalfabeto che la macchina potrà utilizzare e, alla fine, immaginarla dotata di una memoria interna (la memoria esterna è il nastro) costituita da un insieme finito di stati in cui si distinguono lo stato iniziale e uno o più stati finali.

26 Anno Accademico 2001-2002 Corso di Informatica Turing Test di Turing: apre la strada a riflessioni che vanno ben oltre il normale progetto dei calcolatori elettronici. Intelligenza Artificiale.

27 Anno Accademico 2001-2002 Corso di Informatica Eniac Ci vollero l'Università di Pennsylvania, e la fretta che aveva l'esercito durante la seconda guerra mondiale, per realizzare il cosiddetto "integratore e calcolatore numerico elettronico": Eniac (Electronic Numerical Integrator And Calculator). Eniac sostituì al relè la valvola elettronica. Gliene servirono qualcosa come 18000 e questo diede al calcolatore un aspetto gigantesco e misterioso. Il Primo Computer….