Informatica di Base
Prof. Franco Battaglia
Corso Informatica in Oftalmologia
Anno accademico 2011
L’evoluzione della tecnologia microelettronica ha fatto
si’ che tutti noi possiamo acquistare il nostro
calcolatore personale e portare a casa, sulla nostra
scrivania, una macchina che senza dubbio ha una
potenza di calcolo pari, se non superiore, a quella di
un grosso elaboratore degli anni 50, che però quanto
a dimensioni, stava a malapena in un capannone.
L’evoluzione tecnologica non ha influito solo sulle
dimensioni della macchina. Basta infatti osservare
una qualsiasi rivista specializzata e saremo assaltati
da pagine e pagine di pubblicità di accessori,
periferiche e montagne di software.
In questa giungla l’utente può facilmente perdersi, se
non possiede un minimo di conoscenze di base su
quello che potremmo chiamare “il generico Personal
Computer”.
L’hardware è la “ferramenta” di un sistema, mentre il
software è il programma che obbliga poi l’hardware a
funzionare nel modo giusto: ora se l’hardware di base è
poco potente sarà difficile ottenere il massimo.
Il mio intento è quello di invogliare il discente a
conoscere il mondo dei chip (CPU, RAM, ROM, ecc ) che
costituiscono il cuore pulsante del sistema ed anche
quello di ogni periferica che si aggiunge in un secondo
tempo al PC.
Conoscere l’hardware aiuta nella scelta della macchina
e poi come è possibile convivere col PC senza avere
nemmeno la più piccola voglia di curiosare al suo
interno?
Ecco che allora partiremo proprio da questa azione per
iniziare il nostro corso di informatica.
Vi chiedo pubbliche scuse se, nel tentativo di essere
chiaro, sarò poco spiritoso. L’intenzione è quella di
rendere lieve una materia “hard”.
La storia del calcolatore
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Conoscenze Generali di Informatica a.a. 2010-2011
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La storia del calcolatore
Abaco
2000 a.C
Strumento di calcolo formato da un
telaietto su cui scorrono alcune file
di palline che denotano le unità, le
decine, le centinaia, le migliaia.
Il funzionamento si basa sempre sul
principio fondamentale di ogni
sistema di numerazione posizionale,
cioè che il valore di una cifra
dipende dal posto che occupa.
Le operazioni possibili non sono soltanto addizioni e sottrazioni, ma anche
moltiplicazioni e divisioni, viste rispettivamente come addizioni e sottrazioni
ripetute.
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La storia del calcolatore
Altre invenzioni significative
• Leibniz va ricordato anche perché fu il primo a introdurre il
sistema di numerazione binario, ripreso solo negli anni
‘30 da Zuse
• L’introduzione dei logaritmi da parte di John Napier alla fine del
1500 permise, poco dopo (1620), l’invenzione del regolo
calcolatore, utilizzato da ingegneri e tecnici fino all’avvento
delle calcolatrici tascabili (anni ‘70).
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La storia del calcolatore
Il meccanismo di Antikytera
150-100
a.C.
La macchina di Antichitera, nota anche
come meccanismo di Antikythera, è il più
antico calcolatore meccanico conosciuto. Si
tratta di un sofisticato planetario, mosso da
ruote dentate, che serviva per calcolare il
sorgere del sole, le fasi lunari, i movimenti
dei 5 pianeti allora conosciuti, gli equinozi, i
mesi, i giorni della settimana e le date dei
giochi olimpici. Trae il nome dall'isola greca di
Anticitera presso cui è stata rinvenuta. È
conservata presso il Museo archeologico
nazionale di Atene.
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La storia del calcolatore
Il regolo calcolatore
1600
Per giungere a qualcosa di nuovo bisogna aspettare fino al 1600, quando il
matematico scozzese John Napier inventa il regolo calcolatore.
Strumento costituito da stecche di avorio su cui erano incise opportune serie
di numeri.
Facendo scorrere le stecche una sull'altra era possibile eseguire
moltiplicazioni e divisioni.
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La storia del calcolatore
La pascalina
1642
Al noto filosofo francese Pascal viene riconosciuto il merito di aver costruito
la prima macchina calcolatrice. Funzionava con le ruote dentate e poteva
eseguire solo le addizioni.
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La storia del calcolatore
1671
Nel 1671 Leibniz perfezionò il sistema introducendo un meccanismo basato
su una particolare ruota dentata. Ciò consentì di eseguire anche le
moltiplicazioni.
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La storia del calcolatore
1671
Leibniz va ricordato anche per:
-l’invenzione del sistema binario
-la characteristica universalis
(trasformare il ragionamento in calcolo)
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La storia del calcolatore
Il telaio di Jacquard
1801
Il grosso ostacolo al progresso
nell'automazione del calcolo era insito
nella tecnica di produzione dell'epoca,
incapace di realizzare meccanismi così
precisi come quelli richiesti dai progetti,
e soprattutto di produrli su larga scala.
Le prime macchine calcolatrici prodotte
in serie comparvero agli inizi del 1800
dopo la rivoluzione industriale. Ma è
solo nel 1801 che si assistette ad una
svolta decisiva, grazie al francese
Joseph Jacquard che realizzò un telaio
da tessitura controllato da schede
perforate, sulle quali era memorizzato il
programma di funzionamento della
macchina stessa.
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La storia del calcolatore
La macchina analitica
1842
La macchina analitica di Babbage (17921871)
Il matematico inglese Charles Babbage può essere
considerato il padre dei calcolatori digitali moderni:
infatti il progetto di Babbage prevede una macchina
con una unità aritmetica di 50 cifre decimali, una
memoria interna costituita da 1000 registri da
50 cifre, e un meccanismo di controllo a schede
perforate, ripreso dal telaio tessile inventato dal
francese Jacquard nel 1801.
La realizzazione della macchina analitica non fu
mai portata a termine sia per mancanza di fondi
sia, soprattutto, per la tecnologia meccanica
inadeguata alla realizzazione di una macchina di tali
dimensioni, ma è il progetto quello che durerà nel
tempo.
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La storia del calcolatore
Macchina di Hollerit
1890
Verso la fine del 1800, negli Stati Uniti si
presentò un problema molto concreto e
urgente: l'elaborazione dei dati del censimento
americano del 1890. Uno studioso di statistica,
Herman Hollerith adattò la scheda perforata a
questo scopo, registrando su ogni scheda i
dati di un cittadino e realizzando una macchina
in grado di contarli. La società fondata da
questo brillante individuo si chiamò, e si
chiama tuttora, IBM (International Business
Machine).
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La storia del calcolatore
Macchina di Hollerit
1890
Con la sua macchina Hollerith eseguì il lavoro
di raccolta e tabulazione dei dati anagrafici del
censimento americano del 1890 (63 milioni di
persone e 150.000 comunità minori) in un solo
mese!
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La storia del calcolatore
Harvard Mark 1
1944
Il primo grande computer elettromeccanico e‘ quello di Howard Aiken (1900-1973) che nel 1937,
ad Harvard, insieme ad IBM, riprende in esame i lavori di Babbage e cerca di utilizzare i relè per
realizzare un computer del tipo di quello di Babbage. Esso prende il nome di MARK 1, e'
operativo con 3000 relè, parole di 23 cifre decimali, capace di 3 operazioni al secondo.
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La storia del calcolatore
ENIAC
1946
L’ENIAC, acronimo di Electronic
Numerical Integrator and
Computer è stato considerato
per molto tempo il primo
calcolatore elettronico
realizzato.
Le sue dimensioni erano
impressionanti:
lungo trenta metri, alto tre e
largo uno, pesante 27
tonnellate, occupava una
sala calcolo di 167 m2 e
richiedeva una potenza di 150
kW.
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La storia del calcolatore
UNIVAC
1951
L'UNIVAC fu il primo
calcolatore elettronico in
grado di conservare il
programma all'interno
della memoria (grazie ad
un'importante
innovazione dovuta al
matematico John Von
Neumann).
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La storia del calcolatore
Computer vengono utilizzati per scopi bellici durante la guerra.
Nel 1943 viene costruita la macchina COLOSSUS, per decifrare i
messaggi radio dei tedeschi, crittografati dalla macchina ENIGMA.
La macchina COLOSSUS fu il primo grande calcolatore a valvole,
tenuta segreta fino al 1970 e' stata recentemente ricostruita
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La storia del calcolatore
-La prima generazione di computer fino circa al 1959 fa uso di tubi catodici,
che avevano l'inconveniente di consumare molta energia, di scaldare molto e di
essere piuttosto inaffidabili.
-La seconda generazione, tra il 1959 e il 1964, introduce i transistor; sono
macchine più piccole, più affidabili e più economiche.
-La terza generazione, tra il 1965 e il 1970, introduce i circuiti integrati e
miniaturizzati che contengono molti transistor.
-La quarta generazione fa uso dei circuiti LSI e VLSI. Anche la memoria è
molto cambiata e usa la tecnologia dei semiconduttori. È questa l'epoca dei
microcomputer.
-Infine la quinta generazione dal 1980 introduce nuovi concetti sia
nell'hardware (computer RISC, computer paralleli) sia nel software (calcolo
parallelo, reti neurali).
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L’evoluzione dei calcolatori
Generazioni di calcolatori
1944
primo calcolatore
(Harvard Mark I)
Caratteristiche
tecnologiche
relè elettromeccanico
1946-1954
prima generazione (ENIAC)
valvole termoioniche
1955-1964
seconda generazione
transistor, nuclei di ferrite
dischi magnetici
1965-1970
terza generazione
circuiti integrati
1971-1980
quarta generazione
microprocessori
1980-oggi
quinta generazione
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personal computer,
calcolatori con più
processori centrali
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L’evoluzione del personal computer
CPU
Coprocessore
Clock Mhz
Ann
o
Bit
Memoria
base
OS
8088/8086
8087
4,77
1978
8
256/512 KB
DOS 2.0
PC IBM /
XT
80286
80287
6
16
640 KB
max
DOS 3.1
PC IBM
AT
80386
80387
-16 20
32
1 MB
max 4GB
808486
INTEGRATO
33 66 100
1989
32
2-4 MB
max 4GB
DOS 6.1
/Windows
3.0
Win 3.11
/Win 95
Pentium ,
MMX/ Celeron
90, 133,
166, 266
1993
32
8-16MB
max 4GB
Win 98
Pentium II
300-600
1997
32
16-32 MB
max 64GB
Win 98 SE
Pentium III
/AMD
600-900
1999
32
64 MB
max 64GB
Win 2000
/Win ME
Pentium
IV/AMD
Duron, Athlon
900-1600
2000-2400
2001
32 Hyperthreading
128-256MB
Win XP
ATHLON 64
3000
2003
64
256 MB
Win
Server
2003
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Le classi degli elaboratori
Gli elaboratori hanno tutti lo stesso schema di funzionamento
(macchina di Von Neumann), ma possono essere suddivisi in classi, a
seconda delle loro dimensioni, della loro potenza di calcolo, delle
periferiche utilizzate:
• Personal Computer (PC)
• Portatili (laptop e notebook, netbook)
• Palmari
• Micro e mini computer
• Workstation
• Mainframe
• Supercomputer
• Elaboratori paralleli
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