Riassunto Informatica

L'evoluzione dell'informatica

Nell’epoca ellenistica si cercava di ricreare degli oggetti in grado di operare in modo indipendente, gli automi. Si accennava ad una visione di una macchina minimamente in grado di celebrare, ma si era più incentrati sulla riproduzione dei movimenti umani. Le conoscenze meccaniche che si sviluppano in quel periodo portano per esempio all’invenzione della macchina di Anticitera ovvero il più antico calcolatore dei moti astrali, oppure, alla batteria di Bagdad e quindi a forme di alimentazione elettrica. Tutte queste innovazioni risultarono strane agli occhi della chiesa che impose infatti forti divieti.

Nel Rinascimento furono trovati e tradotti gli scritti di quel periodo e si tornò ad affrontare questo argomento con la riscoperta dell’organo idraulico, dell’eliopila e degli automi. L’invenzione degli automi e lo sviluppo del concetto di mente digitale, erano spinti dal pensiero di poter sostituire i giuristi, nell’interpretazione delle norme, dagli automi.

L’evoluzione della tecnologia moderna, fu resa possibile grazie a Juan Caramuel Y Lobkowitz che inventò il sistema binario esponendo i vantaggi di un calcolo con base 2 anziché 10, e a Gottfreid Wilhelm che riprendendo da lui, ideò il sistema binario moderno basato sui simboli 0 e 1.

Nel 1801 Joseph-Marie Jacquaed inventò il telaio industriale basato su un rotolo di carta perforata, che poteva riprodurre immagini in modo autonomo. Nel 1880 si diffuse la macchina di Hollerith, che prendendo spunto dal telaio industriale trovò la soluzione al problema dei censimenti; grazie a questa macchina si potevano raccogliere molte più informazioni, infatti fu un sistema utilizzato fino agli anni '70. La società creata da Hollerith nel 1924 cambiò nome, da Tabulating Machine Company a International Business Machines (IBM).

La nascita dei veri e propri computer si ebbe però sul finire della seconda guerra mondiale, ma grazie al progetto Manhattan, il progetto segreto americano per lo sviluppo della bomba atomica si svilupparono due grandi innovazioni tecnologiche, grazie al fatto che raggruppò molti fisici, matematici e ingegneri, quali ad esempio:

• Von Neumann che sviluppò le strutture principali dei primissimi computer e ideò la macchina di Von Neumann che prevedeva un'architettura hardware nella quale i dati e le istruzioni del programma venivano conservate nello stesso spazio di memoria, perciò infatti di distingue dall’architettura Harvard. Questa macchina aveva al suo interno:
  • Una CPU (unità di lavoro) che si divideva in:
    • Unità operativa;
    • Unità aritmetica e logica;
    • Unità di controllo.
  • Un'unità di memoria;
  • Un'unità di input, tramite la quale i dati vengono inseriti nel calcolatore per essere elaborati;
  • Un'unità di output, per restituire i dati elaborati all’operatore;
  • Il bus, un canale che collega tutti i componenti fra loro.
• Successivamente le memorie di tale macchina sono state divise in memorie primarie e memorie di massa.
• Turing che creò la macchina di Turing grazie alla quale ha potuto sviluppare i concetti di algoritmo. È considerato fra i padri dell’informatica, riuscì a decifrare la macchina Enigma, un congegno tedesco utilizzato nella seconda guerra mondiale per criptare le trasmissioni segrete, a cui veniva ogni giorno cambiato l’assetto con collegamenti diversi per gli spinotti del pannello e posizionamenti diversi per i tre rotori.

I primi computer come il Mark-1 avevano un aspetto molto diverso da quelli attuali, con cavi lunghi circa 80 km, un peso di molto maggiore ecc.

La nascita dei computer

Lo sviluppo dei computer fu possibile grazie alla statunitense IBM e all’italiana Olivetti. Cruciale, per la definitiva affermazione dei computer, fu l’invenzione del microprocessore che l’INTEL ideò nel 1971. Negli anni '60 le idee rivoluzionarie negli Stati Uniti portarono a particolari forme di aggregazione, quelle degli hacker che cercavano di rendere libera l’informazione e idearono i primi videogiochi. Negli anni '80 nacquero le società informatiche Apple e Microsoft.

Gli hacker

Il termine hacker ha origine a Boston dove gli studenti di un college gareggiavano in una competizione chiamata Tunnel Hacking che consisteva nel farsi avvistare in un punto e comparire magicamente, subito dopo, nell’esatto opposto. Queste costanti sperimentazioni portarono alla nascita di nuove tecnologie come i telefoni interni ed esterni, come controllare tramite telefoni dei termini elettrici ecc.; nel corso degli anni '60 il loro interesse devìa in quello informatico.

Il termine “to hack” non indicava più “saldare circuiti” ma “comporre vari software” senza rispetto per le procedure usate nella scrittura ufficiale dei programmi, quindi stava ad indicare il “tagliare/ridurre”. La comunità di hacker si estese fino ad inglobare importanti programmatori come Steve Jobs e Steve Wozniak fondatori della Apple, Richard Stallman ideatore di GNU e del software libero e Bill Gates fondatore della Microsoft. Gli hacker restano comunque criminali informatici, in quanto violano le leggi e le regole della società civile. Ci sono due tipi di hacker:

• I White Hat Hacker, che seguono un'etica personale per permettere la condivisione, garantire l’accesso a chiunque, decentralizzare le informazioni, favorire l’apertura degli ambienti informatici e permetterne lo studio e l’utilizzo, migliorare la società con lo sviluppo di nuovi software. Questi spesso lottano contro i Black Hat Hacker, perciò possono essere assunti dalle forze dell’ordine, da società antivirus e da aziende di sicurezza informatica;
• I Black Hat Hacker, la tipologia più pericolosa, loro non seguono un'etica personale ma solo i propri intenti criminali. Possono essere specializzati in diverse tipologie di attacchi informatici, per la volontà di danneggiare o trarne profitto economico.

I cracker

Indica persone in grado di rompere sistemi di sicurezza per trarne profitto o creare danni. Possono attaccare dall’esterno attraverso delle backdoor o vulnerabilità del sistema, ovvero bug, oppure con attacchi locali e cioè tramite l’utilizzo fisico dell’elaboratore o con sistemi di controllo in remoto. Eliminano le proprie tracce nel sistema per mantenerne il controllo e nascondere la propria identità, a differenza degli hacker che considerano le tracce che lasciano come una firma ed una prova della loro bravura.

I lamer

Questo termine si diffuse a partire dal famosissimo virus informatico “Lamer Exterminator”, un virus presente sui floppy disk che gradualmente infestava il settore d’avvio danneggiando tutti i floppy disk che venivano inseriti. I settori infestati, se letti, apparivano sovrascritti con la ripetizione per 84 volte della stringa “lamer”. Oggi questo termine indica chi crea malware e sono spesso degli adolescenti che praticano vandalismo per recare danni, ciò può avvenire attraverso l’invio di trojan ad altri utenti per accedere al loro sistema e distruggere, per esempio, le informazioni. I lamer sono disprezzati dagli hacker perché sono ritenuti, almeno in parte, responsabili della cattiva reputazione degli hacker.

I pirati informatici

Sono coloro che copiano i programmi per immetterli in rete.

L'obiettivo di Richard Stallman

Era quello di rendere liberi i software. L’informatica ha tre branchie di studio:

• L’intelligenza artificiale che riproduce i processi mentali tramite lo sviluppo dei computer;
• L’informatica tradizionale che è indirizzata al trattamento, elaborazione e archiviazione delle informazioni;
• La robotica che si occupa dello studio e dell’evoluzione dei robot.

Per nativi digitali si intende chi cresce con la concezione che le tecnologie siano un elemento naturale, ce ne sono tre tipi:

• Puri: 0/12 anni;
• Millennials: 12/18 anni;
• Spuri: 18/25 anni.

Il bit

Può essere inteso come unità di misura dell’informazione oppure come una cifra binaria, contraddistinta dai simboli 0 e 1, che quantifica la grandezza dell’informazione. Se osservato come cifra binaria rappresenta lo stato 0 oppure 1, definito come unità elementare dell’informazione. Se consideriamo il bit come quantità di informazione, bisogna tener conto della Teoria dell’informazione di Shannon che si basa su due teoremi:

• Il primo che stabilisce che in media, il numero di bit necessari per rappresentare un evento è pari alla sua entropia (l’informazione media contenuta in un messaggio), fornendo un limite superiore alla possibilità di comprimere dati;
• Il secondo stabilisce che il massimo tasso di informazione trasferibile, in modo affidabile su un canale affetto da rumore, sta sotto una soglia chiamata capacità di canale.

Accade spesso che un canale non sia in grado di trasportare il segnale senza danneggiarlo; distorsioni, echi e rumori sono alcuni esempi di corruzione di un segnale che portano a un degrado nella qualità della comunicazione. Il termine rumore indica tutto ciò che interviene in maniera esogena fra emittente e ricevente compromettendo l’efficacia della comunicazione. La convergenza al digitale, ovvero la traduzione di ciò che prima era analogico in una cifratura binaria, fa sì che si possano trasmettere dati tra dispositivi di tipo diverso. Il sistema di calcolo binario si basa sul meccanismo delle potenze: 1B=2⁰=1 / 1Kb=2¹⁰=1024 / 1Mb=2²⁰=1048576 ecc.

Il bit è la più piccola unità di misura del calcolo binario e può avere valore 0 o 1, un byte è composto da 8 bit che corrisponde a un carattere o una lettera. Rappresentare in sistema binario un’informazione numerica è semplice, per esempio per rappresentare il numero 235:

Dividiamo per due e scriviamo affianco 1 se c’è il resto, 0 se non c’è il resto:

235 1
117 1
58 0
29 1
14 0
7 1
3 1
1 1

In questo caso il codice binario trovato è già formato da 8 cifre, altrimenti avremmo dovuto aggiungere zeri all’inizio, avremo che: 235 = 11101011

Nel caso in cui dovessimo tradurre in codice binario un testo, bisognerà stabilire una tavola di corrispondenza fra i caratteri e i corrispondenti numeri; i codici principali esistenti sono il codice EBCDIC e il codice ASCII, con i quali è possibile rappresentare 256 caratteri. Per distinguere una copia di un file dall’originale, esistono strumenti che possono rendere possibile:

• L’identificazione del momento in cui è stato redatto un atto, la marca temporale;
• L’identità di chi l’ha scritto, la firma digitale;
• Quando è stato notificato, la posta elettronica certificata.

Per sapere se ci sono state delle modifiche ad un file e non è più originale, si possono usare dei programmi per criptare utilizzando una sequenza temporale, questo perché i byte dopo la modifica potrebbero anche essere numericamente gli stessi. Ad oggi non è più automatico pensare che dei dati siano veramente nel dispositivo, questo perché potrebbero essere in un Cloud come Google Drive, Dropbox, One Drive, Mega, JustCloud, ADrivee ecc. Ma i dati fisicamente sono dislocati in tutto il mondo, quando ci servono si ricompongono i pezzi tantoché se richiedessimo tutto, tutti e nello stesso momento, non sarebbero disponibili.

Hardware e software

Il termine hardware indica tutto ciò che è tangibile cioè i componenti fisici del computer, mentre il termine software comprende invece tutti i componenti immateriali del computer, creati dall’intelligenza umana. Hardware e software si integrano a vicenda nel computer senza che una prenda il sopravvento sull’altro.

Memorie primarie e memorie di massa

L’informazione digitale viene conservata nel computer in apposite cellette di memoria, ci sono due tipi di memoria:

• Memorie primarie:

  La memoria operativa viene utilizzata solo durante il ciclo di lavorazione dei dati è una memoria volatile, detta anche memoria centrale o interna, perché è quella più vicina alla CPU (processore), è la memoria RAM. Qui vengono conservati momentaneamente i dati in corso di elaborazione e le istruzioni del programma, in modo che la CPU possa svolgere il suo lavoro. Viene anche definita memoria primaria, è più veloce delle memorie secondarie ma perde i dati ad ogni spegnimento.