Informatica - Esame

L'era meccanica

La Pascalina fu la prima macchina automatica per fare calcoli. Effettuava somme e sottrazioni. La propagazione dei riporti avveniva tramite ruote dentate.

Leibnitz perfeziona la Pascalina. Questa ormai effettua anche moltiplicazioni e divisioni attraverso l'utilizzo di somme e sottrazioni ripetute.

Nel 1834 si ha la macchina analitica di Babbage che fu la prima macchina calcolatrice automatica programmabile con nastri perforati rappresentanti le istruzioni, con memoria di dati e programmi. Questa aveva il motore a vapore.

Era elettromeccanica

Nel 1940 si arriva alle macchine di tipo elettromeccanico, cioè ingranaggi meccanici azionati elettricamente. Si parla di calcolatrici elettromeccaniche a "programma esterno".

Era elettronica

Nel 1942 si ebbe l'ENIAC (Electronic Numeric Integrator Automatic Calculator). Questa era una macchina a programma esterno. Pesava 30 tonnellate ed occupava 180 mq. Per programmarla bisognava cambiare i collegamenti al suo interno.

Nel 1951 si ebbe l'EDVAC ideata da Van Neumann, costituita da una CPU (Central Processor Unit).

Modulo II

Algoritmo

Dato un problema, un algoritmo è una procedura, cioè una sequenza di passi che può essere eseguita automaticamente da una macchina in modo da risolvere il problema dato. Un problema risolvibile mediante un algoritmo si dice computabile.

Un algoritmo deve essere finito, non ambiguo e eseguibile. Cioè il numero di istruzioni e tempo di esecuzione devono essere finiti e interpretabili in modo univoco. Ogni istruzione deve poter essere eseguita senza ambiguità.

Il flusso di un algoritmo inizia e termina in blocchi fittizi che presentano forma arrotondata: inizio e fine. Qualsiasi istruzione non condizionata e diramazione di flusso condizionata.

L'informatica è la scienza che propone soluzioni automatiche attraverso l'elaborazione dell'informazione. È la scienza degli algoritmi che descrivono e trasformano l'informazione: teoria, analisi, progetto, efficienza, realizzazione ed applicazione.

Modulo III

Sistema informatico

Un sistema informatico è un esecutore di algoritmi. L'hardware è l'insieme delle componenti elettroniche e meccaniche di un elaboratore. In particolare è costituito da:

• Unità centrale di elaborazione (CPU) o processore i cui principali elementi sono:
• ALU (unità logico-aritmetica)
• Unità di controllo che provvede al trasferimento dei dati e alla decodifica delle istruzioni
• Co-processori specializzati nell'esecuzione di operazioni complesse
• Bus di sistema che garantisce la comunicazione tra i componenti dell'elaboratore. È costituito da un insieme di connessioni elementari, sulle quali viene trasferita l'informazione.
• Clock (orologio di sistema) la cui frequenza indica il numero di operazioni elementari che vengono eseguite nell'unità di tempo (MHz o GHz)
• Registri (unità di memoria molto veloci). Le dimensioni sono 16, 32, 64 bit. Sono una caratteristica fondamentale del processore (registro dati, indirizzi, ecc.)
• Memoria centrale (RAM): supporto di memoria sul quale è possibile leggere e scrivere le informazioni. È una memoria di tipo temporaneo: le informazioni vengono caricate appena si accende la macchina e vengono cancellate completamente nel momento in cui la macchina viene spenta.
• Memoria secondaria: permette di conservare in modo permanente le grandi quantità di dati e programmi. Viene definita memoria di massa. È costituita da hard disk, floppy disk i quali sono costituiti da dischi magnetici sulla cui superficie si muovono testine. Vi sono inoltre supporti a dischi ottici come i CD-ROM e i DVD.

Software

Il software è l'insieme dei programmi che possono essere eseguiti da un calcolatore. Il software specifica sequenze di istruzioni da eseguire per risolvere un problema dato. Il principale programma del software di base è il sistema operativo, che costituisce l'interfaccia tra l'utente e la macchina. Il sistema operativo svolge prevalentemente due funzioni:

• Interpreta ed esegue i comandi elementari
• Organizza e gestisce le risorse del sistema