Informatica Umanistica

Informatica Umanistica

Origini del termine informatica

Dal francese informatique, informatica: neologismo coniato negli anni ‘60 da Philippe Dreyfus, il quale unì le parole information e automatique, creando una parola nuova, ossia informatica. Essa è la disciplina teorico-scientifica che si occupa della progettazione e costruzione di macchine in grado di trattare, o elaborare, in modo automatico l'informazione. Le macchine in grado di elaborare automaticamente l'informazione possono garantire anche benefici come la riduzione dei tempi di elaborazione o la minore probabilità di errori (maggiore affidabilità).

I primi elaboratori erano semi-automatici, poi automatici. Questo termine fu poi sostituito da "calcolatore", ossia un elaboratore di informazione numerica. Negli ultimi decenni il potenziale dei calcolatori è incrementato grazie alla loro interconnessione in rete > rapporto informatica o tecnologia dell'informazione/telecomunicazioni. Quest'ultime si occupano della trasmissione dell'informazione a distanza. Sotto questa definizione rientrano molte tecnologie di uso quotidiano come personal computer, telefoni cellulari, televisione, lettore MP3, macchine fotografiche, CD e DVD etc.

Definizioni chiave: informazione e dato

Informazione: è un dato messo in relazione con la proprietà a cui si riferisce. È rappresentata dai dati espressi sotto forma di simboli.

Dato: insieme di simboli, il quale da solo non ha nessun vantaggio, ma lo ha se messo in relazione con la proprietà a cui si riferisce e lo si trasformi in informazione. Se viene attribuito un significato a un dato lo si trasforma in informazione.

Conoscenza: insieme di regole.

Linguaggi formali e alfabeto binario

Linguaggi formali: si differenziano dai linguaggi naturali sviluppati dagli uomini per comunicare, come l'italiano. Una caratteristica di questi linguaggi è la loro ambiguità o polisemia (costrutto formulato in questi linguaggi è polisemico). I linguaggi formali, impiegati in ambiti come l'informatica, la matematica e la logica, devono assolutamente evitare le ambiguità. La definizione di linguaggio formale prevede un alfabeto o elenco di simboli, la definizione di grammatica formale come insieme di regole sintattiche utili per la combinazione dei simboli per costruire frasi ben formate all'interno del linguaggio.

Alfabeto ridotto, contenente soltanto due simboli "0" e "1". Un bit, contrazione di binary digit o cifra binaria, è un simbolo di questo alfabeto. Un bit può assumere due configurazioni possibili, 0 e 1, quando si considerano tutte le sequenze diverse che è possibile realizzare con 2 o più bit si ottiene:

• Sequenze possibili 00, 01, 10, 11
• Sequenza 8 bit > 1 byte

In un calcolatore, le informazioni sono rappresentate in notazione binaria, sotto forma di sequenze di bit. 101 Kilobit (Kb) > 2 bit > 1024 bit, 201 Megabyte (MB) > 2 byte, 301 Gigabyte (GB) > 2 byte, 401 Terabyte (TB) > 2 byte. Sul computer i dati vengono organizzati in questo modo e vi sono molte combinazioni.

Elaborazione dell'informazione

Elaborazione o trattamento dell'informazione: qualsiasi attività condotta sull'informazione stessa, ossia:

• Creazione
• Modifica
• Confronto
• Conservazione
• Trasmissione

Passaggi di elaborazione dell'informazione:

• L'informazione viene codificata sotto forma di dati, simboli tracciati su un supporto fisico
• Il supporto viene sottoposto a una trasformazione fisica che forma nuovi dati, nuove sequenze di simboli
• I dati nuovi vengono decodificati e apportano nuova informazione

Input: informazione in ingresso all'elaborazione (che sta per essere elaborata).
Output: informazione in uscita dall'elaborazione.

Algoritmo e linguaggi di programmazione

Algoritmo: termine originato da Al-Khwarizmi, astronomo e matematico persiano che scrisse un trattato sul calcolo. Un algoritmo per esempio è quello che ci viene insegnato nei primi anni di scuola per sommare due numeri decimali incolonnandoli, sommando le unità, poi le decine e così via con una corretta gestione del riporto. È, per definizione, qualsiasi schema o procedimento sistematico di calcolo.

È un insieme di istruzioni che indicano come svolgere operazioni complesse su dei dati attraverso operazioni elementari. Nel corso della storia, l'uomo ha concepito molti diversi strumenti formali per l'elaborazione dell'informazione: uno strumento formale per l'elaborazione dell'info è l'algebra, seguita dalla logica.

Linguaggi di programmazione: linguaggi formali progettati per descrivere algoritmi in modo che possano essere eseguiti da un moderno calcolatore. La formulazione di un linguaggio di programmazione è definita programma e un programmatore è una persona che scrive programmi.

Dispositivi automatici per l'elaborazione dell'informazione

Dispositivi automatici per l'elaborazione dell'info: sistemi per il trattamento delle informazioni > sistemi manuali, sistemi semi automatici rigidi, sistemi automatici flessibili.

Sistemi manuali: forniscono una codifica dei dati ma affidano completamente all'uomo l'esecuzione delle trasformazioni fisiche su di essi. Es. sistema di calcolo con carta e penna.

Sistemi semi automatici rigidi: operano singole trasformazioni fisiche su dati ma richiedono continue indicazioni da parte dell'uomo che esercita controllo. Es. calcolatrice tascabile.

Sistemi automatici flessibili: dispongono di una memoria all'interno della quale sono rappresentati i dati e le istruzioni, nonché una codifica delle trasformazioni fisiche da operare sui dati stessi. Es. calcolatore.

Evoluzione storica dei sistemi per l'elaborazione dell'informazione

Il primo strumento adottato dall'uomo > 10 dita. 2000 a.c > uso abaco in Cina, diffuso poi anche tra i Greci e i Romani. È un sistema di calcolo manuale basato su una rappresentazione numerica posizionale. Es. nel numero 555 si incontra tre volte la cifra 5 con ruoli diversi: quella più a destra deve essere moltiplicata per 10⁰ (= 5x1, cifra dell'unità), quella centrale per 10¹ (= 5x10, cifra delle decine) e quella più a sinistra per 10² (=5x100, la cifra delle centinaia).

XVII secolo: l'inglese William Oughtred realizzò il primo regolo calcolatore, potente strumento di calcolo analogico che consente di calcolare le moltiplicazioni, divisioni, elevamenti a potenza, logaritmi decimali, etc. È uno strumento utilizzato in discipline come ingegneria, aviazione e finanza.

Blaise Pascal, filosofo e matematico francese, realizzò la Pascalina, una calcolatrice meccanica che consentiva di eseguire addizioni e sottrazioni avvalendosi di una serie di ruote dentate, corrispondenti ad unità, decine e centinaia, divise in dieci settori equivalenti alle cifre del sistema decimale.

Gottfried Wilhelm von Leibniz, filosofo e matematico tedesco, realizzò lo Stepped Reckoner, una calcolatrice meccanica a manovella in grado di eseguire le 4 operazioni aritmetiche.

XIX secolo: il filosofo e matematico inglese Charles Babbage introdusse il concetto di calcolatore programmabile, progettando l'analytical engine, una macchina in grado di operare in input e output su schede perforate. Matematica inglese Ada King scrisse un programma che avrebbe consentito all'analytic engine di calcolare numeri di Bernoulli > fama di primo programmatore di calcolatori nella storia.

1944 > matematico ungherese John Von Neumann > progetto ENAIC e poi EDVAC (electronic discrete variable automatic computer) > calcolatore elettronico programmabile con impiego di aritmetica binaria e non decimale (ENAIC) ed utilizzo di un dispositivo di memoria per istruzioni e dati.

ENIAC > Università della Pennsylvania John Mauchly e John Presper Eckert realizzarono ENIAC (electronic numerical integrator and computer) > primo calcolatore elettronico universale.

Struttura del calcolatore Von Neumann

Struttura calcolatore Von Neumann: caratteristiche essenziali

• Obiettivo: realizzare un calcolatore universale
• Presenza dispositivo di memorizzazione
• Utilizzo aritmetica binaria
• Separazione tra dispositivo di memorizzazione e dispositivo di elaborazione

IMPUT > PROCESSORE > OUTPUT

memoria

input > tastiera, scanner, mouse, trackball, joystick, touchpad, mouse wireless/ottico, videocamera, microfono)

output > stampante, video, proiettore, casse per audio

Secondo questa architettura, il calcolatore è composto da:

• Processore (CPU, central processing unit) che legge dalla memoria le istruzioni e le esegue trasformando dati
• Memoria, insieme di unità di memorizzazione dette celle, che contengono un dato ed è identificata da un indirizzo numerico
• Interfaccia input o output collegata con periferiche (dispositivi di input e/o output I/O)
• Bus, canale di comunicazione che gestisce lo scambio di informazioni tra gli altri componenti

Hardware e software

Hardware: HW, componente dura, ferraglia. Costituito da componenti tangibili (meccanici, elettrici, elettronici…)

Software: SW, dall'inglese soft (morbido) e ware (manufatto, merce, articolo) la cui origine risale alla seconda guerra mondiale quando gli inglesi erano impegnati a decrittare i messaggi che i nemici tedeschi crittografavano con la macchina Enigma. Costituito da programmi che descrivono all'hardware stesso gli algoritmi da seguire nelle elaborazioni.

Struttura del calcolatore

• Unità centrale del PC > chassis o case, dotata di ventole in grado di forzare la circolazione dell'aria e garantire la dissipazione termica.
• All'interno del case > scheda madre, una piastra di materiale plastico con funzione di struttura portante per il calcolatore.
• Su una parte della scheda madre c'è il microprocessore
• Su altre parti c'è la memoria centrale normalmente RAM
• Su altre parti > schede di espansione

Classificazione dei calcolatori

• Memoria interna
• Velocità (quante operazioni fa al secondo) che si misura in Gigahertz (la durata minima è un miliardesimo di secondo di operazioni al computer)

Indirizzo IP

Indirizzo IP es. 192 . 168 . 0 . 100 > composto da 4 byte, da 0 a 255. 192, 168 > numeri fissi. 0 > indica la sottorete. 100 > numero personale

Ip dentro casa > statico

Ip fuori casa > dinamico