1. INTRODUZIONE

INTRODUZIONE ALL’
INFORMATICA

INFORmazione automaTICA
Sinonimi:








Informatics
Informatique
Information processing
Electronic Data Processing
Computer Science
IT o Information Technology (Tecnologia dell’ informazione)
ICT o Information and Communication Technologies o
l’insieme delle macchine (hardware) e dei programmi (software) per
elaborare e trasmettere le informazioni.
Definizione di Informatica
L’ Informatica è l’insieme delle discipline e
delle tecniche che hanno per obiettivi:
1. la raccolta, l’organizzazione ed il
trattamento automatico delle informazioni
mediante macchine (gli elaboratori)
2. i procedimenti automatici speciali per la
trasformazione delle informazioni.
PASCALINA
Il sistema binario
(2)
Gottfried Leibnitz crea il sistema binario
costituito, a differenza di quello decimale,
dalle combinazioni di due sole cifre:
zero e uno.
Il binario
Monosillabi
Stati elettrici
Segni geometrici/telegrafici
Impulsi elettrici/onde(V=costante>0,
tensione V=0)
Cifre
Segni
SI
ON
.
NO
OFF
-
1
+
0
-
Il termine inglese è “informazione binaria”
Binary digIT
B I T.
Primo esempio di traduzione del
linguaggio umano in codici
registrati su schede perforate
(3)
intorno al 1804, il meccanico
francese
Joseph Marie
Jacquard
inventò un dispositivo che
automatizzava i processi
di orditura dei tessuti
E’ il primo esempio di
registrazione delle
ISTRUZIONI su un
apposito cartoncino
Il primo progetto di calcolatore numerico
automatico meccanico




(4)
Il primo progetto di calcolatore numerico automatico
meccanico è dovuto, intorno al 1833, al matematico
inglese
Charles Babbage
che progettò la macchina analitica (ANALYTICAL
ENGINE) per costruire TABELLE
BABBAGE: macchina
alle differenze (FUNZIONANTE)
BABBAGE: macchina
analitica
(non funzionante)



Primo esempio di dati codificati registrati su un
supporto
(5)
Nel 1850 l’ingegnere
Hermann Hollerith,
adottò una particolare
codifica per registrare
dati su schede
meccanografiche e per
immetterli in macchine
che potevano
contabilizzare i dati
registrati
0
1
9
11
10
Relè (relais)

Il relè è un
dispositivo dotato di
contatti elettrici che
vengono azionati per
mezzo di un
elettromagnete
quando la bobina
viene percorsa dalla
corrente.
ALAN
TURING
Matematico e logico
Inglese
Nato a Londra nel 1912
Imparò a leggere in tre settimane
Si laureò a 22 anni a Cambridge (mecc. Quantistica)
Nel 1934 descrisse la sua “macchina”
Durante la II guerra mondiale decodificò ENIGMA (tedesca)
Partecipò al progettò Colossus
(primo computer elettronico digitale programmabile)
Arrestato nel 1952 fu condannato ad una severissima pena
Si suicidò nel 1954
John von Neumann (1903-1957)
matematico
informatico
ungherese naturalizzato statunitense
Nel 1945 esce L'EDVAC (Electronic Discrete Variables Automatic
Computer) è la prima macchina digitale programmabile tramite un
software basata su quella che sarà poi definita l'architettura di von
Neumann.
Gli anni della guerra vedono von Neumann coinvolto nel progetto
Manhattan per la costruzione della bomba atomica
Un tumore alle ossa lo costringe sulla sedia a rotelle. Muore a
Washington l'8 febbraio del 1957
Modello di elaborazione manuale (non automatica) e trasformazione in modello di elaborazione
automatica
U
FOGLIO
FOGLIO
Dati di
Dati di
I
N
ingresso
G
Risultati
MEMORIA finali
ingresso
Risultati intermedi
S
O
Dati di
C
uscita
I
T
R
E
FOGLIO
S
Istruzioni
FOGLIO
S
FOGLIO
Istruzioni
A
UNITA’
DI

uomo
CONTROLLO
UNITA’
ARITMETICO
calcolatrice
LOGICA
Processo di elaborazione automatica
dati

schema risolutivo
del problema
risultati
UNITA’ DI
 MEMORIA
INGRESSO
(input)
UNITA’
DI USCITA
(output)
UNITA’
ARITMETICO-LOGICA
UNITA’
DI
CONTROLLO
unità’ centrale
Flusso di dati e istruzioni

Direzione delle Azioni di controllo
Modello Von Neumann
UNITA’ DI

MEMORIA
INGRESSO
UNITA’ DI
USCITA
UNITA’
DI
PROCESSORE

PROCESSORE
CONTROLLO

UNITA’
(CPU)

(CPU)
ARITMETICO-LOGICA
clock
LE GENERAZIONI (prima)


(1945-1955)
Nel 1946 la Pennsylvania University
realizzò l’ ENIAC a valvole
termoioniche

John von Neumann introdusse il

principio del programma
memorizzato
cioè il principio di registrare nell’ unità
di memoria dell’elaboratore sia la
sequenza delle istruzioni (il
programma) sia i dati da elaborare
Valvole termoioniche
LE GENERAZIONI
(seconda)



(1955-1965)
è caratterizzata dalla sostituzione delle
valvole con i transistori.
I transistor sono dispositivi elettronici
costituiti da semiconduttori. Vengono
detti semiconduttori alcuni cristalli (es.
germanio, silicio) che presentano sia
proprietà conduttrici che non
conduttrici.
Nascono i linguaggi
FORTRAN, ALGOL, COBOL, BASIC

Transistor con
base b
collettore c
emettitore e
TABELLA
DI VERITA’
Tabella che riporta
il risultato (Vero/Falso)
delle
Operazioni logiche
F
F
V
V
F
V
F
V
F
F
F
V
PORTA LOGICA
DISPOSITIVO
ELETTRONICO CHE
ESEGUE UNA
OPERAZIONE
LOGICA
VERO FALSO
Porta logica
FALSO
Memorie a nuclei magnetici
LE GENERAZIONI
(terza)
caratterizzata

dall’uso di circuiti integrati in media scala
(MSI), cioè fino a cento componenti per
circuito





MINICOMPUTER
MEMORIA VIRTUALE
MULTIPROCESSORI
TIME-SHARING
Linguaggi PASCAL, PL1
Circuito integrato
I circuiti integrati
sono delle piastrine di silicio
dell’ordine di grandezza di venti
millimetri quadrati dove sono
assemblati i componenti dei
circuiti (100 se in MSI)
(Componenti sono:
Transistori,
capacità,
condensatori,
resistenze, etc.)
LE GENERAZIONI
(quarta)

(1971-1981)

vede la massima diffusione dei
circuiti integrati in larga scala
(LSI =1000 componenti) ad
altissima integrazione (VLSI
=100000 componenti)
LE GENERAZIONI
(quarta)







MICROPROCESSORE INTEL
di Edward HOFF
WORKSTATION
GESTORI BASI DATI
SUPERCOMPUTER
MICROELETTRONICA
(telefoni, hi-fi, etc.)
ADA (Ada Lovelace)
LE GENERAZIONI
(quinta)

(dal 1982) si differenzia
solo per gli sviluppi
concettuali e teorici.
•I.A. intelligenza artificiale
• (SISTEMI ESPERTI)
SOFTWARE
SOFTWARE
SOFTWARE
SOFTWARE
SOFTWARE
SOFTWARE
SOFTWARE
ALGORITMO



algoritmo uno schema o
procedimento sistematico di calcolo
cioè
l’insieme ordinato delle fasi logiche
che conducono alla soluzione di un
problema (ovvero di problemi di una
stessa classe) trasformando i dati
iniziali a disposizione.
SOFTWARE


istruzione o comando ogni singola
operazione;

programma di calcolo o semplicemente
programma la successione delle istruzioni
scritte in uno specifico linguaggio.
Modello di elaborazione manuale (non automatica)
FOGLIO
Dati di
ingresso
FOGLIO
Dati di
ingresso
Risultati
finali
Risultati intermedi
FOGLIO
Istruzioni
FOGLIO
Istruzioni
uomo
calcolatrice
FOGLIO
Dati di
uscita
ESEMPIO DI ALGORITMO
AX+B=0





Se A è diverso da 0
allora
X=-B/A
altrimenti
è un’equazione impossibile.
ESEMPIO DI ALGORITMO
AX+B=0

Es.
2x-10=0

A=2 è diverso da 0.
FOGLIO DATI DI INGRESSO
A=
B=
2
-10
FOGLIO DATI DI INGRESSO
A=
B=
FOGLIO RISULTATI INTERMEDI
2
-10
A
B
C
X
FOGLIO DATI DI INGRESSO
A=
B=
FOGLIO RISULTATI INTERMEDI
2
-10
1. Inizio
A 2
B -10
10
C
X 5
2. Leggi i valori associati ad A e B e scrivili su R.I.
3. Moltiplica per -1 il valore associato a B ed il risultato scrivilo a
fianco alla voce C.
4. Dividi il valore associato a C per il valore associato ad A
ed il risultato scrivilo a fianco alla voce X su R.I.
5. Riporta il valore associato ad X sul FOGLIO DATI DI USCITA.
6. Fine
FOGLIO DATI DI INGRESSO
A=
B=
FOGLIO RISULTATI INTERMEDI
2
-10
1. Inizio
A
B
C
X
2
-10
10
5
2. Leggi i valori associati ad A e B e scrivili su R.I.
3. Moltiplica per -1 il valore associato a B ed il risultato scrivilo a
fianco alla voce C.
4. Dividi il valore associato a C per il valore associato ad A
ed il risultato scrivilo a fianco alla voce X su R.I.
5. Riporta il valore associato ad X sul FOGLIO DATI DI USCITA.
6. Fine
Alcune applicazioni dell’Informatica
economico-commerciale, industriale,
in casa, per la didattica, per la formazione professionale,
nello spettacolo, nelle arti, nelle scienze,
in ingegneria, in matematica, nei sistemi informativi, nella
navigazione, etc
Alcune applicazioni dell’Informatica
•Elaborazione delle transazioni
• Telelavoro
• Editoria elettronica (desktop publishing)
• Analisi finanziarie
• CAD (Computer aided design) progettazione
• CAM (Computer aided manufacturing)produzione
• Virtuale
Alcune applicazioni dell’Informatica
• Cataloghi, consultazioni, ricerche, acquisti
• Operazioni bancarie, giochi
• Cinema, musica, sport,
• animazioni, ecc.
Discipline alla base delle applicazioni informatiche
APPLICAZIONI
ALGORITMI
Risoluzione di
problemi
PSICOLOGIA
Logica delle
proposizioni
Algoritmi
numerici
LOGICA
MATEMATICA
DISCRETA
Discipline alla base delle applicazioni informatiche
APPLICAZIONI
ARCHITETTURE
SISTEMI
Circuiti
logici
Teoria dei
codici
Strutture
algebriche
Elettronica
digitale
Teoria dell'
informazioone
ALGEBRA
FISICA
FISICA