Appunti esame Tecnologie informatiche per la comunicazione

Tecnologie informatiche per la comunicazione

Introduzione (capitolo 0)

ICT —> Information and Communications Technology —> Le tecnologie dell’informazione e della comunicazione (ICT) vengono usate per diversi scopi:

• Calcolare dati
• Comunicare informazioni tra più persone
• Coordinare dati, informazioni, attività e processi
• Memorizzare informazioni e dati per poi essere in grado di recuperarli
• Automatizzare processi e procedimenti
• Valutare e effettuare decisioni
• Progettare altri artefatti

Le tecnologie informatiche perciò vengono usate per la manipolazione delle informazioni che avviene tramite processi di conversione, memorizzazione, protezione e trasmissione e il recupero (sicuro) delle stesse.

Definizione di informatica

Non esiste una definizione standard di informatica ed è impossibile crearla perché l’informatica è una disciplina trasversale a tutte le altre discipline. Peter J. Denning nel 1997 ha scritto Computer Science: The Discipline in cui ha cercato di definire l’informatica ma è arrivato alla conclusione che non è possibile.

Wordle —> sito per creare nuvole di concetti —> fanno un’analisi elementare del testo —> elaborazione del linguaggio naturale, detta anche NLP (= Natural Language Processing), è il processo di trattamento automatico mediante un calcolatore elettronico delle informazioni scritte o parlate in una lingua naturale; è l’analisi dei testi che serve per effettuare la ricerca, è un procedimento nel quale vengono effettuate:

• Tokenization: metodo per convertire un testo in singole parole, spezzettare un testo per estrapolarne tutte le parole (non ancora perfezionata)
• Language detection: individuazione della lingua, capire qual è la lingua in cui è scritto quel testo (su testi brevi è più difficile)
• Stop words removal: rimozione dal discorso delle parole non significative come articoli, preposizioni e aggettivi
• Successivamente il testo è pronto per essere processato

Oltre alla nuvola di concetti si possono utilizzare anche le mappe concettuali, cioè delle rappresentazioni grafiche della rete di relazioni tra più concetti: XMind, Canda.

Si può altrimenti utilizzare un Thesauri:

• Un vocabolario di un “linguaggio” / dominio controllato, organizzato in maniera formale, in maniera da rendere esplicite le relazioni fra i concetti
• Insieme di parole/frasi che rappresentano relazioni di equivalenza e/o associative; forniscono un vocabolario standardizzato per sistemi di archiviazione e recupero dei documenti

Definizioni di informatica

Definizione di informatica (1)

Treccani: INFORMÀTICA s. f. [dal fr. informatique, comp. di informat(ion) e (automat)ique «informazione automatica», termine coniato da Ph. Dreyfus (1962)]. – L’insieme dei vari aspetti scientifici e tecnici che sono specificamente applicati alla raccolta e al trattamento dell’informazione e, in particolare, all’elaborazione automatica dei dati, come sussidio e supporto alla documentazione, alla ricerca e allo studio nei vari settori della scienza, della tecnica, delle attività economiche, sociali, e anche pratiche.

Definizione di informatica (2)

• Insieme delle discipline che analizzano il trattamento automatico (codifica, elaborazione e trasmissione) dell’informazione
• Insieme degli strumenti e delle conoscenze atte all’automatizzazione delle procedure operative
• Supporto alla risoluzione dei problemi (a 360°, trasversalmente a tutte le altre discipline)

Definizione di informatica (3)

Informatica = calcolatori elettronici —> Scienza della programmazione e dell’utilizzo dei computer, non solo aspetti tecnologici. Vi è un legame ambivalente tra strumenti teorici e tecnologici. L’informatica viene spesso associata ai computer, ma non è solo quello: è un computer quando si tratta di capire come vanno programmati i dispositivi elettronici, ma non ci sono solo gli aspetti tecnologici, proprio perché è trasversale a tutte le altre discipline.

Definizione di dati

Definizione di dati (1)

Il termine deriva dal latino datum = fatto. Dato = in informatica, dati, elementi di un’informazione costituiti da simboli (numeri, lettere: d. numerici, alfabetici, alfanumerici) che devono essere elaborati, per lo più elettronicamente, secondo un determinato programma; il termine compare in locuzioni che per lo più traducono le corrispondenti inglesi, quali banca di dati, memorizzazione, elaborazione, trattamento, verifica dei dati, ecc. [Treccani]. Il dato può essere:

• Semplice = una parola, un numero, un segno
• Complesso = dato composto da più dati semplici

Definizione di dati (2)

• Dato analogico: grandezza che assume valori in un insieme continuo (segnali elettrici, onde sonore). Un dato analogico può assumere un numero infinito di valori; con i nostri cinque sensi, interagiamo con l’ambiente circostante mediante segnali analogici (es. onde sonore, onde luminose).
• Dato digitale: grandezza che assume valori all’interno di un insieme di dimensioni discrete (= numero finito di valori) es: la durata di un giorno.

Definizione d’informazione

Definizione d’informazione (1)

• Deriva dal latino informatio-onis e significa “dare forma alla mente”, informare, insegnare “nozione, idea, rappresentazione” [Treccani];
• Risultato derivante dall’interpretazione di un insieme di dati (numeri, immagini o parole) per incrementare la conoscenza. Dati che assumono un significato ben preciso, se collocati in uno specifico contesto;
• Informazione usata per riferirsi a telegiornali, giornali, siti internet, blog, o trasmissioni televisive che parlano di temi specifici in generale qualunque notizia, comunicazione scritta o orale, il cui obiettivo finale è quello di essere utile in un processo decisionale;
• Le informazioni per essere assimilate devono innanzitutto essere prodotte, e devono essere in grado di raggiungere il destinatario al quale sono rivolte.

Definizione d’informazione (2)

L’informazione è quindi un insieme di dati, interpretati, collocati in un contesto preciso e comprensibili per il destinatario.

Definizione di informatica (4)

Informatica come “risoluzione automatica di problemi”. Ogni “problema informatico”, anche il più complesso come la gestione di varie forme di commercio elettronico o il monitoraggio e controllo di una rete elettrica nazionale, consiste nella costruzione di nuova informazione a partire da dati e/o informazioni esistenti. Un problema informatico può essere visto come un progetto informatico dietro il quale c’è un algoritmo che ci permette di risolvere un determinato problema. Problemi complessi = algoritmi complessi composti dal altri sotto-algoritmi per la risoluzione di sotto problemi. Il processo che porta dai dati all’informazione segue i seguenti passaggi = dati > acquisizione > trasformazione > elaborazione > informazioni.

Definizione di algoritmo

Definizione di algoritmo (1)

È una “scatolina nera” che al suo interno contiene i passi che devono essere eseguiti per risolvere un problema. È un insieme di regole e passi, che vengono creati a partire o dall’obiettivo o dai dati in ingresso. Insieme di regole/passi:

• Per risolvere un problema
• Per raggiungere un determinato risultato atteso

Definizione di algoritmo (2)

• Dati di ingresso
• Obiettivo
• Operazioni

Problem solving: tecnica utilizzata in particolare dagli analisti per risolvere un problema. La più utilizzata è la tecnica bottom-up: dati/fatti obiettivi. Il modo di costruire gli algoritmi precedentemente descritto prende il nome di Problem Solving, ovvero l’insieme delle tecniche e delle metodologie necessarie all'analisi di una situazione problematica allo scopo di individuare e mettere in atto la soluzione migliore. Queste tecniche possono essere:

• Bottom-up: partire dai dati e arrivare all’obiettivo (è la più usata)
• Top-down: partire dall’obiettivo per ricavare i dati che servono per soddisfarlo

Una volta creato l’algoritmo e quindi trovata la soluzione al problema e individuati i passi da seguire, devo tradurlo in un programma/software che può essere eseguito da qualsiasi dispositivo elettronico.

Definizione di software

È la rappresentazione formale (codifica) di un algoritmo progettata per essere eseguita in automatico da un computer.

Definizione di automatico

Treccani: AUTOMATICO agg. [der. di automato, forma antica di automa] 1. Di macchina, meccanismo o dispositivo che, regolato opportunamente, è capace di compiere determinate operazioni o lavorazioni, per lo più ripetute in serie, senza il diretto intervento dell’uomo: interruttore elettrico automatico, che interrompe un circuito, senza l’intervento di alcun operatore, ogni volta che l’intensità o la tensione della corrente assumono determinati valori; tornio automatico, che, una volta munito del necessario corredo di attrezzi e regolato, produce in serie un dato pezzo; telefono automatico o a selezione automatica; distributore automatico (di biglietti, di sigarette, di bevande); autovettura con cambio automatico; bilancia automatica; controllo automatico, ecc.

Informatica, algoritmi, software:

• (1) Elaborazione delle informazioni, supporto alla risoluzione dei problemi, automazione delle procedure operative
• (2) Utilizzando degli algoritmi [= procedimento di calcolo esplicito che attraverso regole (sequenze logiche di istruzioni elementari e non ambigue) conduce a un determinato risultato atteso]
• (3) Che poi vengono convertiti in programmi [= la rappresentazione formale di un algoritmo progettata per essere eseguita da un computer]

L’informatica perciò consiste nella raccolta ed elaborazione di dati e informazioni e nella produzione di conoscenza sulla base di questi per decidere la risoluzione di problemi, che può poi essere eseguita in automazione:

1. Identificazione del problema
2. Analisi
3. Identificazione dei passi per risolverlo
4. Traduzione del problema in un programma.

Trovato l’algoritmo e tradotto in operazioni, il programma può essere seguito da chiunque perché è automatizzato. Le prime tre parti di questo processo, cioè le parti “intelligenti”, sono codificate nell’algoritmo. I matematici, agli inizi del Novecento, sono stati i primi che hanno iniziato a risolvere problemi attraverso algoritmi. Però, come dice Kurt Gödel, non tutti i problemi sono risolvibili e quindi automatizzabili. Bisogna perciò in ogni situazione trovare l’algoritmo migliore tra quelli possibili, quindi un algoritmo che minimizzi le risorse necessarie per risolvere quel problema.

Storia del computer

• 2100 a.C. Si parte dall’abaco che veniva usato per memorizzare cifre negli scambi commerciali.
• 1642 L’abaco rimane in voga fino al 1600 quando Blaise Pascal in Francia nota che il padre ha difficoltà a tenere i conti e costruisce la Pascalina (1642), uno strumento di legno che permetteva di impostare delle cifre e di sommarle e sottrarle semplicemente girando degli ingranaggi. Successivamente Wilhelm Leibniz ne crea una migliore ma che funzionava allo stesso modo.
• 1752-1834 Nel 1801, Joseph Jacquard in Francia programma i telai con schede perforate di legno (si dice che l’idea fosse stata di un italiano e che poi lui l’avesse realizzata). Prima, per cambiare i fili bisognava intervenire manualmente, mentre con questa nuova invenzione si utilizzavano le schede perforate. Il telaio quindi diventa automatico e programmabile.
• 1812 Nel frattempo Charles Babbage in Inghilterra crea un prototipo su carta di una Macchina differenziale (1812), il primo vero e proprio computer: una macchina fatta di ingranaggi che riescono a risolvere equazioni differenziali. L’ha fatto perché confrontando dei prontuari matematici (tabelle con all’interno i valori dei logaritmi ecc.) che erano di edizioni diverse e questi venivano usati nella navigazione, si è accorto che erano soggetti ad errori perché nelle varie edizioni i prontuari davano valori diversi. Per questo lui inizia a progettare questa macchina su carta e chiede di realizzarla, quindi gli servivano soldi e qualcuno che la costruisse. Il governo finanzia il suo progetto. Non la portò però mai a conclusione perché era troppo complicata e servivano troppi soldi. Lui crea anche, sempre su carta, la macchina analitica (versione 2) che prevedeva la programmazione con schede perforate che permettessero di muovere meccanismi e arrivare anche alla stampa dei risultati dell’equazione risolta. Utilizzando la pascalina, infatti, si commettevano tanti errori nella trascrizione dei risultati. Anche questa non venne mai stata realizzata, se non nel 2008, con un progetto iniziato nel 1995.
• Dalla sua idea, Ada Byron Lovelace in Inghilterra (prima programmatrice donna al mondo), dimostra come programmare quella macchina e quindi scrive il primo programma per la macchina analitica.
• 1890 Herman Hollerith è un ingegnere che viene assunto dal governo per controllare il censimento degli USA, per fare questo inventa una macchina che bucherellando delle schede, codifica le informazioni su supporti cartacei. Questa macchina ebbe molto successo e venne utilizzata su larga scala. Lui fonda la Tabulating Machine Company, che poi diventerà la International Business Machine (IBM).
• Nel periodo della seconda guerra mondiale negli States continuano a inventare nuovi prototipi e macchinari, mentre noi combattevamo.
• 1940 George Stibitz che lavora alla AT&T - Bell Lab. (compagnia telefonica americana) costruisce il Complex Number Computer, il primo computer elettrico meccanico: gli ingranaggi sono azionati dall’elettricità.
• 1941 Venne creato da Alan Turing il Colossus, usato per decodificare i messaggi segreti dei nazisti.
• 1944 Howard Haiken, alla Harvard University, costruisce il Mark I (macchina per eccellenza).
• 1946 Progetto ENIAC, Electronic Numerical Integrator Calculator, presso la Pennsylvania University al quale collabora John von Neumann.

Questi computer consumavano molta energia e per usarli c’era una squadra di operatori che interveniva manualmente sugli interruttori.

• 1937-1941 l’IOWA College realizza il primo dispositivo elettrico valvolare che regola il flusso dell’energia elettrica.
• 1945 La CIA e la NASA, che avevano bisogno di fare calcoli però non avevano le risorse necessarie per costruirsi un computer, utilizzano calcolatrici umane, ossia assumono squadre di matematici per fare calcoli e le mettono in capannoni.
• 1947 Nei laboratori della Bell, Walter Brattain, John Bardeen e William Shockley trasformano la valvola/lampadina in qualcosa di elettronico su un pezzo di metallo mobile = il Transistor.
• 1959 Jack Kilby realizza il primo circuito integrato, ossia un pezzetto di silicio in cui vengono iscritti gli interruttori e quindi possono essere controllati elettronicamente con altri segnali, miniaturizzando il Transistor dentro un pezzetto di silicio.
• 1940 In Italia, l’ingegnere Olivetti progetta la prima addizionatrice.
• 1945 Olivetti progetta la Divisumma 14, la prima calcolatrice “tascabile” che avrà un successo mondiale che svolgeva le 4 operazioni e stampava il risultato su un pezzo di carta.
• 1957 Olivetti progetta, poi, la Elea9003 che è il primo vero mainframe italiano (computer).
• 1976 Steve Jobs crea la Stephen Wozniak Apple Inc.
• 1977 viene creata la Commodore computer Inc.
• 1980-1981 IBM crea il primo Personal Computer (PC) che utilizza il sistema operativo Microsoft per funzionare, è una rivoluzione molto importante per: le dimensioni, si arrivano ad inserire pezzi di silicio che diminuiscono le dimensioni dei computer; questo abbassa anche i costi degli stessi e i consumi di energia che hanno; diventando più accessibile di prezzo cambia anche l’utilizzo che non è più limitato, si possono comprare e portare a casa.
• 1989 Tim Berners Lee inventa l’HTTP che è alla base del World Wide Web.

La pascalina: Video sulla Pascalina

Jaquard: Video su Jaquard

Babbage: Video su Babbage

ENIAC: Video su ENIAC

Altre evoluzioni dello stesso periodo

• Evoluzione dei supporti di memorizzazione: miniaturizzazione sempre più spinta dei supporti di memorizzazione. Si verificano evoluzioni sia nei computer, sia nei telefoni, sia nei supporti: schede perforate > floppy > CD > chiavette > cloud
• Evoluzione nell’architettura: si passa dalle architetture completamente centralizzate ad architetture che permettono di collegare il computer da casa a dei server centrali mainframe > personal computers > client/server > 2-tier > 3-tier > n-tier
• Evoluzione semantica dell’informazione:

PC Era > 1980-1990 > i personal computer contengono i dati e si connettono tra di loro attraverso la rete informatica.

Web 1.0 > 1990-2000 > permette di comunicare e pubblicare le informazioni; solo gli operatori...