Appunti Informatica per l'impresa

Informatica per l'impresa

Digitale è un aggettivo associato all’utilizzo di strumenti elettronici. Richiama l’utilizzo delle tecnologie informatiche e l’innovazione. Uno degli aggettivi più usati ma anche più fraintesi. Si parla di rivoluzione digitale (digital revolution) con riferimento al processo in atto di cambiamento epocale dovuto alle tecnologie dell’informazione e della comunicazione e alla trasformazione della società conseguente all’adozione degli strumenti di queste tecnologie. La rivoluzione digitale ha cambiato le nostre vite, portandoci a usare molto di più la tecnologia. Inoltre, grazie a queste tecnologie, c’è stato anche un cambiamento sociale.

La rivoluzione tech

È la rivoluzione tech che ha generato quella mentale o viceversa? Solitamente siamo propensi a pensare alla prima ipotesi, ma più probabilmente è il contrario. L’aggettivo digitale compare nelle Agende digitali (un documento con cui l’ente pubblico definisce il proprio impegno strategico nell’economia digitale del proprio territorio - es. agenda digitale europea). Esiste anche l’agenda digitale italiana, ovvero un’agenda nazionale per raggiungere gli obiettivi individuati nell’agenda europea. L'agenda digitale italiana fa da guida alle agende locali (es. regionali).

L'origine del termine digitale

Digitale (“digital”, deriva dal latino “digitus” ossia dito) da qui si arriva a “digit” che si traduce come cifra di un sistema di numerazione. L’uomo conta con le dita: mettiamo una corrispondenza biunivoca tra le nostre dita e un oggetto. Noi contiamo con le dita a differenza delle altre scimmie antropomorfe. La parola calcolo, deriva da “calculus”, pietruzza. Venivano messe delle pietre per contare, un modo naturale di contare come per l’abaco e il pallottoliere che ci aiutano a fare i conti. Calcolare sarebbe tenere conto di qualcosa, fare di conto (saper svolgere i calcoli).

Cifre e numeri

Che cos'è una cifra? È un segno/simbolo grafico con cui si rappresenta i numeri in un sistema numerico. Digitale si basa sui numeri (basato sui numeri sia essi decimali o binario, ottali o esadecimali). Digitale significa espresso in cifre, basato sulle cifre. Sono cifre anche le lettere dell’alfabeto. Il significato di cifra può essere anche numero in generale. Pertanto, digitale vuol dire basato sui numeri (sia essi decimali o binari o ottali o esadecimali). Non c’entra con il sistema di numerazione.

Che cos’è un numero? È un modo di esprimere una quantità, anche gli animali hanno il senso della numerosità, gli umani però hanno la capacità di rappresentazione simbolicamente questa quantità. I numeri sono rappresentati da una o più cifre.

Sistemi di numerazione

Che cos’è un sistema di numerazione? È un sistema di simboli/numeri (un numero finito di simboli) + regole, tramite le quali è possibile rappresentare ogni numero e combinare i simboli. Queste regole assegnano da ogni stringa di cifre uno ed un solo valore numerico. Abbiamo un insieme di simboli/cifre e una sintassi (regole che specificano come costruire i vari numeri). Il sistema può essere:

• Posizionali importante è la posizione (es. decimale).
• Non posizionali sono inutilizzabili per i calcoli (es. numeri romani).

Sono sistemi di numerazione quello decimale (10 simboli), binario, ottale, esadecimale (16 simboli), romano, ecc… Ogni sistema adotta i suoi simboli e le sue regole sia per rappresentare un numero che per effettuare le operazioni. Noi viviamo in un mondo digitale dove digitale significa espresso in cifre (o rappresentato come sequenza di cifre) e dove si utilizza un sistema binario.

Il significato di digitale ha un’accezione molto ampia. Digitale = tutto ciò che può essere rappresentato come sequenza/successione di simboli convenzionali, che possono essere lettere, cifre, bit, suoni di un alfabeto finito. Si possono rintracciare delle tracce di digitale nella storia dell’uomo (dalla preistoria) anche prima che venissero inventati strumenti tecnologici. Pensiamo alla scrittura, alla notazione musicale, per le quali usiamo simboli di un alfabeto finito. Se digitale è ciò, allora ne consegue che si può riconoscere la natura intrinsecamente digitale del linguaggio, della scrittura e della musica. Ciò è dato dalla capacità degli umani di rappresentazione simbolica, che si ha dal big bang cognitivo che è partito con l'homo sapiens.

Origini del digitale

La capacità di rappresentanza simbolica ha consentito all’uomo di avere una storia, una cultura e gli ha consentito di sviluppare strumenti di narrazione e trasmissione del sapere e della cultura.

Il digitale nella storia

Il digitale possiamo farlo risalire dalla preistoria, all’origine stessa del linguaggio, della scrittura che ci permette di narrare storie e tramandare una cultura, di trasmettere il sapere. Linguaggio e scrittura sono tecnologie digitali non meno di quelle che si basano su numeri e l’elaborazione automatica delle informazioni (cioè l’informatica). L’era digitale è iniziata nella preistoria proprio quando l'homo sapiens si è dotato di un linguaggio con capacità di rappresentazione simbolica, con capacità di comunicare, con capacità di narrare, con capacità di trasmettere una cultura, con capacità di calcolo. (Quello che siamo lo trasmettiamo per cultura e non per genetica.)

Poi l’umanità si è dotata della scrittura traducendo i segni in linguaggio, prima con la scrittura pre-alfabetica, poi con la scrittura alfabetica. La scrittura era una forma di registrazione vocale di discorsi che dovevano essere ripetuti (lettura intima). Quello che noi siamo lo tramandiamo per cultura, non per genetica. Ogni epoca ha avuto la sua tecnologia digitale:

• Preistoria (il linguaggio, pittogrammi), c’è la presenza di figure con valore comunicativo, che trasmettono pensiero o narrazione.
• 4000 – 3000 a.C. (scrittura pre-alfabetica, geroglifici, scrittura cuneiforme)
• 1500 a.C. (la scrittura alfabetica, apparita con i Fenici)
• 1455 d.C. (abbiamo la stampa tipografica e la tecnica di stampa a caratteri mobili, quindi la trasmissione veloce e condivisa del sapere - aumenta la diffusione del sapere).
• Oggi (ICT: Information and Communication Technologies). Una forma di trasmissione veloce e condivisa del sapere. Se noi codifichiamo tutto in numeri binari attraverso una rete di telecomunicazione che può essere internet riusciamo a trasmettere velocemente il sapere.

Le tavolette di argilla sumera oggi sono ancora leggibili, ciò che invece noi abbiamo oggi non è detto che rimanga leggibile per molto tempo. Già dopo 10 anni i contenuti dentro un disco diventano illeggibili. C’è un problema legato alla conservazione del digitale. I dispositivi di memoria sono soggetti all’obsolescenza, ovvero all'invecchiamento della tecnologia e al degrado fisico del supporto.

C’è la legge di Gordon Moore che affermava che ogni 18 mesi i microprocessori raddoppiano in numero di componenti: si riusciva a miniaturizzare un maggior numero di componenti. Ogni paio di anni le tecnologie raddoppiano le loro capacità. L’umanità, in seguito, ha utilizzato strumenti di narrazione che sono via via diventati più digitali proprio per poter sopravvivere al tempo e poter essere tramandati più facilmente riprodotti uguali a sé stessi (trasmessi). Se io codifico un testo in bit posso riprodurlo infinite volte, o condividerlo in più siti. Quando parliamo di internet intendiamo un insieme di reti interconnessi tra di loro.

Digitale quindi è tutto ciò che riusciamo a dettare, ovvero che riusciamo a descrivere così bene da consentire ad un’altra persona di ricreare (riprodurre) la cosa che avevamo in mente e che stavamo descrivendo. Su questa capacità si fonda il funzionamento del computer e delle reti di calcolo e il funzionamento stesso di internet che consente di riprodurre infinite volte i contenuti che per l’appunto chiamiamo digitali ma che si basano sulla capacità umana di rappresentazione simbolica.

Il computer

Viene definito da molti come “calcolatore” in quanto viene usato per calcolare. Si mette in evidenza una funzione che questa macchina svolge. Un'altra cosa che può fare è memorizzare informazioni o ordinatore di dati. Il computer oggi è anche uno strumento per comunicare (siti web, posta elettronica, chat, ecc…). Il computer è una macchina (congegno costituito da più parti destinato allo svolgimento di un lavoro come notevoli vantaggi - fare un lavoro al posto dell’uomo). Se invece parliamo di robot: la parola deriva dal ceco, e vuol dire schiavo. Il computer svolge un lavoro al posto dell'uomo, che può essere un'attività di calcolo, ordinamento dei dati, memorizzazione, ecc…

Che tipo di macchina è? È una macchina elettronica composta da componenti elettronici (dentro i quali si muovono segnali o impulsi rappresentati da cifre di un alfabeto binario). Mediante cifre binarie e delle tabelle di codifica, come quelle ASCII che impiega 8 cifre binarie per ogni carattere, possiamo scrivere, ad esempio, le lettere dell’alfabeto. Il computer è una macchina elettronica digitale, perché elabora/manipola i numeri.

Perché il computer è una macchina algoritmica? Perché è in grado di eseguire algoritmi per risolvere problemi. Se parliamo di computer dobbiamo anche dire che è una macchina universale perché cambiando l’algoritmo il computer è in grado di svolgere un’altra attività. Quindi diviene una macchina multifunzionale. È anche una macchina programmatica.

Il programma che scrive il programmatore deve essere tradotto in linguaggio macchina per essere svolta da una macchina. I linguaggi devono essere tradotti in linguaggio macchina. Il prodotto tradotto in linguaggio macchina viene chiamato programma oggetto, mentre quello del programmatore programma sorgente. Il computer conosce e capisce solo il linguaggio dei bit. È un esecutore ideale di ordini e istruzioni.

Caratteristiche del computer

• Macchina: congegno, dispositivo, strumento che compie qualcosa meccanicamente (in modo automatico, automaticamente), costituito da uno o più meccanismi (sistema artificiale), costruito per compiere operazioni che limitano, estendono e potenziano le capacità umane.
• Elettronica: il suo funzionamento si basa su componenti e dispositivi di tipo elettronico (hardware).
• Digitale: basato sui numeri ed elabora BIT. Il bit può avere solo valore 0 oppure 1.
• Automatica: in grado di eseguire una successione di operazioni in modo autonomo (senza intervento di un operatore umano).
• Multifunzionale: adattabile per ogni utilizzo, cioè general purpose.
• Algoritmica: macchina che esegue algoritmi per risolvere problemi.
• Universale: può essere utilizzato per risolvere un qualsiasi problema la cui soluzione può essere descritta sotto forma di programma, pertanto è programmabile.

La struttura del computer

I moderni computer si basano su una struttura logica che un matematico di nome Von Neumann. Secondo lui il computer è composto da CPU, CM, Central Memory, Input e Output. Tutti sono collegati attraverso dei canali di trasmissione chiamati BUS, dal latino “omnibus” (per tutti), su questi BUS si muovono i segnali elettrici. La caratteristica dello schema di Von Neumann è che i dati da elaborare (operandi) e le istruzioni che la macchina deve eseguire devono essere inseriti nella memoria centrale. È importante anche la memoria secondaria, ovvero l'hard disk. Questa memoria secondaria carica nella ram informazioni aggiuntive.

Come si misura la velocità con cui lavora un processore? Si misura in hertz o, meglio, in Gigahertz. Indicano il numero di istruzione che in un secondo è in grado di eseguire il processore.

• Kilohertz= mille istruzioni in un secondo
• Megahertz= milione di istruzioni in un secondo
• Gigahertz= miliardi di istruzioni in un secondo.

Gli algoritmi

Cosa sono gli algoritmi? Sono come una procedura che ci aiuta a risolvere un problema, quindi una sequenza di passi o istruzioni elementare che ci aiuta a risolvere un problema. Questi passi sono a carattere generale, inequivocabili (non ambigui) seguendo le quali riesco ad avere un ben preciso risultato (raggiunto infallibilmente). Si utilizza uno pseudolinguaggio per descrivere i passi per risolvere il problema.

Differenza tra software e algoritmo

Software è un insieme di istruzioni in sequenza codificate in un linguaggio di programmazione (ce ne possono essere tanti). Quindi si prende l’algoritmo è si traduce in un linguaggio di programmazione. Per far eseguire l’algoritmo al computer lo dobbiamo codificare.

Modalità per la rappresentazione di un algoritmo

1. Rappresentazione testuale:

Per scrivere un algoritmo si usa uno schema strutturato chiamato pseudocodice che descrive i passi necessari alla risoluzione di un problema. Per descrivere un algoritmo possiamo usare qualsiasi editor di testo, come anche il blocco note di Windows. Queste istruzioni devono essere ordinate in senso logico, ogni linea deve essere numerata. Il linguaggio descrittivo deve rispettare una sintassi e delle regole, le quali devono essere ordinate in senso logico. Si deve numerare ogni riga ed è consigliato lasciare uno spazio tra le righe così da essere più leggibile. Fra i vari passi ci possono essere quelli di reiterazione, ovvero quei passi che mi dicono di ripetere da passo n a n per avere un determinato risultato.

Esempio di algoritmo scritto con pseudocodice:

• Porre il pane, il burro, un coltello e un piatto sul piano di lavoro
• Mettere due fette di pane sul piatto
• Usando il coltello spalmare il burro su una delle fette
• Mettere il prosciutto sulla fetta su cui si è spalmato il burro
• Sovrapporre le due fette con la parte contenente il prosciutto a contatto
• Mangiare il sandwich

NOTA: per ogni linea viene eseguita una sola azione. Da questo esempio individuiamo i vari passi: INPUT passo 1 → PROCESSO passi da 2 a 5 → RIPETIZIONE DEL PROCESSO n volte passo 6 → OUTPUT → passo 7.

Un altro esempio di algoritmo è quello dell’ATM = un algoritmo che ci permette di compiere molte azioni. In questo caso l'algoritmo è più complesso e quindi lo suddividiamo in linee successive di determinate azioni.

Esercizio: Algoritmo scritto per rappresentare una chiamata con uno smartphone:

• Aprire l’app telefono toccando l’icona “telefono”
• Scegliere chi chiamare:
  • Se la persona che si vuole chiamare è nei contatti, scegliere il contatto salvato;
  • Se la persona che si vuole chiamare non è nei contatti, inserire il numero dal tastierino;
• Prendere l’icona “chiama”
• Attendere la risposta
• Se c’è risposta, conversare, altrimenti terminare la chiamata toccando l’icona “termina chiamata”
• Al termine della chiamata, toccare l’icona “termina chiamata”.

Elencare le linee che esprimono i passi dell’algoritmo viene chiamata indentazione: consiste sia nella numerazione sia nello spazio che si lascia tra una riga ed un’altra. Le istruzioni vanno scritte con chiarezza, per cui è consigliabile lasciare una riga vuota tra una linea di comando e un altro. Il verbo che si utilizza deve essere all’infinito. L’algoritmo ha sempre un inizio e una fine: si deve raggiungere un risultato. Noi eseguiamo algoritmi quotidianamente; siamo pervasi da algoritmi in quanto si misura tutto con essi.

2. Rappresentazione grafica:

L’algoritmo può essere rappresentato graficamente con diversi simboli convenzionali. Questi simboli sono:

• L’ovale: è il blocco iniziale e finale, di solito contiene la parola ‘Inizio’ o ‘Fine’. E proprio per questo rappresenta l'inizio e a fine.
• Il parallelogramma: è il blocco l’input/output; quindi per indicare le operazioni in cui io devo inserire dati o avere un’emissione di dati.
• Il rettangolo: è il blocco di elaborazione, il quale indica un'attività, compito o qualsiasi altra operazione o più semplicemente un’azione.
• Il rombo: è il blocco decisionale, è l 'unico simbolo che ha una freccia in entrata e due in uscita, generando il nodo decisionale. Questo simbolo si utilizza quando abbiamo delle alternative. Questo simbolo contiene gli ‘IF’, ovvero le ipotesi.
• Le frecce: sono il flusso delle azioni e uniscono i vari blocchi.

I diagrammi a blocchi rientrano nella categoria delle mappe concettuali. Sono utilizzati per rappresentare testi descrittivi all’interno di sagome geometriche collegate tra loro con frecce. I programmi dei computer si costituiscono di molti IF (se succede questo, fare quest’altro). Possiamo dire che il computer è una macchina intelligente in base a quanti IF il programmatore inserisce nel programma. Si parla di costrutti di programmazione che contengono gli IF.

Si dice che il computer è “stupido”: fa quello che dice il programmatore, ovvero è un esecutore automatico di ordini. La macchina ha un comportamento intelligente in funzione dei costrutti di programmazione; non ha una sua intelligenza. Assume un comportamento intelligente: il risultato è prevedibile. Se fanno male o non raggiungono il risultato vuol dire che c’è stato un errore di programmazione.

Attività razionali e irrazionali

Alla luce della decisività dell’algoritmo, in informatica tutta l'attività umana si ripartisce in tre fasce:

• Irr...