Appunti lezioni 1/10

Tecnologie informatiche per la comunicazione

Test: domande teoriche a risposta multipla

ICT: information and communication technology serve per:

• Calcolare: fino agli anni '70 il computer faceva solo calcoli
• Comunicare: i dispositivi elettronici dotati di rete permettono di scambiare informazioni tra loro
• Coordinare: l'utilizzo dei computer per gestire processi aziendali (es. controllare la produzione)
• Memorizzare: memorizzare dati è la funzione principale
• Automatizzare: i computer stanno iniziando a prendere il sopravvento all'attività umana togliendo posti di lavoro
• Valutare: capire le potenzialità di un processo attraverso l'analisi delle informazioni
• Progettare: tipico utilizzo per progettare altri manufatti (edificio, macchinario,...)

Manipolazione delle informazioni tramite conversione, memorizzazione, protezione, trasmissione e recupero sicuro delle informazioni.

Definizione di informatica

Non esiste una definizione standard di informatica. Ci sono delle convenzioni che vedono l'informatica come una disciplina creata per risolvere problemi. Quando c'è un problema, si chiama l'informatico che deve analizzare la situazione e creare una soluzione più adatta a tale tipo di problema. L'informatica è entrata in tutte le discipline, per questo non è possibile creare una definizione precisa.

Nuvola di concetti

Questa è un'applicazione di infografica che crea, dalle parole, una rappresentazione grafica dando un peso alle parole in base a determinati criteri statistici.

www.wordle.net l'applicativo dà la possibilità di eliminare articoli, preposizioni,...

www.worditout.com l'applicativo NON dà la possibilità di eliminare articoli, preposizioni,...

Nuvola dei concetti secondo l'articolo di Denning, Computer Science: The Discipline, 1997 (afferma che l'informatica non è una scienza).

Etimologia della parola informatica

[dal fr. informatique, comp. di informat(ion) e (automat)ique «informazione automatica», termine coniato da Ph. Dreyfus (1962)]. È 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: l’informatica applicata alle scienze, al diritto (e alla documentazione giuridica), alla medicina, alla linguistica, alla gestione aziendale, ecc. (anche, l’informatica giuridica, medica, linguistica, aziendale, ecc.).

• 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 automatiche
• Insieme degli strumenti che cercano di risolvere i problemi

Informatica = solo calcolatori elettronici? No, si occupa di:

• Scienza della programmazione e dell'utilizzo dei computer
• Non solo aspetti tecnologici

Legame bivalente tra aspetti tecnologici e aspetti teorici.

Dati

Il termine dato deriva dal latino "datum" = fatto. I dati si possono suddividere in diverse categorie:

• Dati semplici: una parola, un numero, un segno
• Dati complessi: composti da più dati semplici
• Dati analogici: grandezze che assumono valori continui all'interno di un intervallo (es. segnale sonoro), la variabile può assumere un numero infinito di valori
• Dati digitali: simili ai dati analogici, ma assumono solo un insieme di valori predefiniti (come misurare il tempo di una giornata; dipende dal parametro utilizzato: ore, minuti, secondi, decimi di secondo)

Un dato digitale è quello che viene codificato all'interno di un computer. I dati sono dei fatti che accadono, ma non hanno nessun significato presi a sé. Tuttavia, se vengono considerati in un contesto determinato, assumono un significato preciso.

Informazione

"Informazione" deriva dal latino e significa 'dare forma alla mente', informare, insegnare. L'informazione deriva dall'interpretazione dei dati e serve per incrementare le nostre conoscenze. Le informazioni hanno come obiettivo finale quello di essere utili per aiutarci a decidere qualcosa. Prima di essere consumate, le informazioni devono essere elaborate e trasmesse ai destinatari.

L'informazione è un insieme di dati interpretati in un certo contesto e sono comprensibili per il destinatario.

Informatica come risoluzione automatica dei problemi

Ogni problema informatico, anche il più complesso come la gestione di varie forme di commercio elettronico, consiste nella costruzione di una nuova informatizzazione.

Algoritmo

L'algoritmo è un insieme di regole o passi per:

• Risolvere un problema
• Raggiungere un determinato risultato atteso

Tecniche di BOTTOM UP o TOP-DOWN

Dati -> Fatti -> Obiettivo -> Informazioni -> Elaborazione -> Elaborazione -> Informazioni -> Obiettivo -> Dati -> Fatti

Software

Software: programma che è una rappresentazione formale (codifica) di un algoritmo progettata per essere eseguita da un computer.

Informatica: automazione delle procedure operative + supporto alla risoluzione di problemi. Algoritmi: procedimento di calcolo esplicito. Software: rappresentazione formale di un algoritmo.

Identificazione del problema

• Identificazione della sequenza di operazioni per risolvere il problema
• Analisi del problema
• Traduzione del problema nel programma

Trovato l'algoritmo e tradotto in operazioni, l'esecutore può essere completamente all'oscuro degli elementi sottostanti. L'intelligenza utilizzata per risolvere le operazioni e per risolvere i problemi può essere codificata nell'algoritmo.

Macchine intelligenti

Tutti cercavano di risolvere i problemi fino a quanto Kurt Gödel ha identificato una sottoclasse di problemi non risolvibili da un algoritmo. La risoluzione di un problema individua una classe di soluzioni (per risolvere un problema ci possono essere molti modi che arrivano tutti alla stessa soluzione) e, per tal ragione, si parla di efficienza di un algoritmo quando la soluzione trovata rispetta dei canoni.

GIGO (Garbage In Garbage Out) = buttando dentro al computer algoritmi poco efficienti, questo restituiva risultati scarsi o con errori.

Storia del computer

• 2100 a.C. = prima forma di calcolo: abaco nato per riuscire a memorizzare cifre in ambito commerciale. Tramite lo spostamento dei vari elementi nelle stecche, si potevano fare semplici somme.
• 1642 Pascal (francese) ha inventato la Pascalina che permetteva di memorizzare cifre e fare somme e sottrazioni (prima vera calcolatrice). Le cifre si memorizzavano attraverso una serie di ingranaggi.
• Leibniz (tedesco) inventa un apparecchio simile alla Pascalina.
• 1801 Joseph Jacquard (francese) inventa una modifica ai suoi telai per creare programmi con schede perforate di legno – primo a memorizzare qualcosa, un codice, su schede perforate.
• 1812 Charles Babbage (inglese) crea il primo prototipo di computer moderno, si basa sulle idee e sugli ingranaggi di Pascal per creare una macchina differenziale. Babbage crea il progetto su carta, ma non la riesce a costruire, sebbene la regina l'abbia aiutato economicamente.
• 1837 Babbage, grazie allo studio Jacquard riguardo le schede perforate, programma la sua macchina con schede perforate da inserire negli ingranaggi meccanici, ma non verrà mai realizzata. La macchina visualizza il risultato, non deve più essere interpretato dall'uomo – a questa ricerca ha partecipato anche Ada Byron Lovelace (prima programmatrice della storia) che è riuscita a codificare delle informazioni da dare in pasto alla macchina analitica. La macchina verrà realizzata dai figli di Babbage dopo la sua morte.
• 1890 Herman Hollerith (studente di ingegneria meccanica negli USA) crea un sistema di schede perforate su carta per effettuare il censimento degli USA e fonderà la IBM che crea dispositivi per memorizzare i dati delle schede perforate.
• 1940 George Stibitz aggiunge un principio di elettricità alle idee di Babbage, non è più l'uomo ad azionare i bracci meccanici.
• 1944 Howard Hiken crea il Mark I, il primo vero e proprio computer, era mosso da componenti elettromeccanici.
• 1941 Colossus creato per decodificare messaggi segreti a fini bellici.
• II guerra mondiale 1946 Eniac, sviluppato alla Pensylvania University e partecipa anche John von Neumann.
• 1937-1941 John Atanasoff crea il primo dispositivo completamente elettrico (valvole).
• 1945 CIA e la futura NASA hanno bisogno di decodificare messaggi segreti e iniziare a progettare missioni spaziali, ma i macchinari sono troppo costosi e servono molte persone quindi assumono un centinaio di calcolatrici umani impostando i calcoli come in catena di montaggio – questa storia è rimasta segreta per anni.
• 1947 Brattain, Bardeen e Shockley inventano il primo transistor: passaggio da segnali elettrici a segnali elettronici.
• 1959 Jack Kilby crea il primo circuito integrato (chip) che era un insieme di transistor.
• 1976 Jobs e Wozniak fondano la Apple Inc, creando il primo computer trasportabile (microcomputer) grazie all'invenzione dei transistor.
• 1977 nasce la Commodore Computer Inc che produce computer portatili.
• 1980-1981 la IBM crea il primo Personal Computer usando il sistema operativo di Microsoft.
• 1989 Tim Berners Lee inventa il protocollo HTTP che serve per scambiare informazioni su internet e sta alla base del World Wide Web. Crea il protocollo gratuitamente, non lo brevetta e rende pubblico il codice (opensource).

Evoluzione dei metodi di memorizzazione

• Schede perforate → dischi magnetici → supporti ottici (DVD-CD) → supporti elettronici (pendrive) → drive

C'è stata una velocizzazione nei tempi di memorizzazione, ma i metodi successivi alle schede perforate sono meno sicuri perché se subiscono qualche danno, i dati sono persi. Con l'aumento delle prestazioni dei chip, si può incorrere anche in svantaggi come virus o dispositivi creati per inviare informazioni alla casa madre.

Evoluzione delle architetture

• Computer mainframe = tutta la potenza di calcolo in un unico dispositivo enorme
• Potenza distribuita = personal computer collegati al mainframe
• Computer file server
• Computer client/server
• Computer sempre più complessi

Web 1.0, 2.0, 3.0, 4.0

• Web 1.0: informazioni pubblicate solo da chi vuole condividerle, l'utente finale può solo leggere.
• Web 2.0: l'utente può scrivere informazioni e pubblicare contenuti testuali/immagini.
• Web 3.0: nasce il web semantico, anche le macchine possono scrivere e le informazioni diventano processabili anche dalla macchina.
• Web 4.0: le macchine genereranno informazioni. Si parla di tecnologie domotiche (tutti i dispositivi sono collegati a internet - es. la lavatrice - e richiedere servizi).

Impatti

• Politico (sicurezza, normativo,...)
• Economico (produzione, logistica, finanza,...)
• Scientifico (ricerca,... matematica,..., fisica,...)
• Sociale (interazione, comunicazione,...)

Sorgono delle domande: meglio con o senza computer? La società moderna non potrebbe esistere senza computer perché tutto è gestito da questi, quindi non possiamo rimanere agnostici nei confronti della tecnologia. Se internet si bloccasse, si bloccherebbe tutto.

Problema dell'invasività della tecnologia: attraverso il GPS si può sempre sapere dov'è una persona.

Come funzionano all'interno i dispositivi elettronici?

Memorie di massa

Componente fondamentale in ogni dispositivo, nel computer troviamo diverse memorie che servono a immagazzinare dati.

Come funziona un dispositivo elettronico?

A partire dall'energia elettrica, questa trasmette un segnale elettrico al dispositivo veicolando dei dati (non ancora informazioni). Se prendiamo il cavo elettrico e misuriamo ad intervalli regolari l'energia che passa, ci accorgiamo che non passa sempre la stessa quantità di dati e da questi dati si riuscirebbe a tracciare un grafico con una linea continua (segnale analogico). I dispositivi elettronici non riescono a codificare un segnale elettrico, quindi trasformano il valore massimo in 1 e il valore minimo in 0 (da segnale analogico a segnale digitale).

1 = presenza di energia Gestibili con un interruttore

0 = assenza di energia

Il segnale elettrico viene trasformato in cifre (codice binario):

• Non sono numeri
• Un bit è la parte più piccola dell'informazione
• Numeri

Possono essere considerati anche come vero (1) o falso (0). Mettendoli insieme in maniera opportuna, si riescono a rappresentare immagini, suoni.

Operazioni booleane

• AND
• OR 2 input, 1 output
• XOR
• NOT 1 input, 1 output

Queste operazioni sono definite anche porte logiche. Queste operazioni sono iscritte nel circuito integrato, dentro al quale ne vengono stipate a migliaia.

Porte logiche

AND

OR

XOR

NOT

NAND = AND negato

NOR = NOT negato

XNOR = XOR negato

All'interno di una memoria, si trova la porta logica Flip-flop, che può essere costituito...