Il calcolatore: presupposti e teorie
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Il calcolatore: presupposti e teorie Il digitale I primi calcolatori La struttura del computer Corso di Informatica umanistica (2004/2005) – dott. Isabella Chiari Linguaggio binario: la convergenza al digitale La numerazione binaria è alla base della trasmissione usata dal computer 0 e 1 simbolizzano una coppia di possibilità possibilità (aperto/chiuso, on/off, …) Usando la numerazione binaria è possibile rappresentare qualunque cosa a patto di codificarla Testi, suoni, immagini, filmati Si ha un altissimo livello di integrazione fra codici diversi. diversi. z Un cdcd-rom contiene immagini, video, suoni tutti nello stesso formato e con lo stesso supporto, supporto, trasmissibili in formato digitale (cavi, satelliti, onde radio). Corso di Informatica umanistica (2004/2005) – dott. Isabella Chiari 1 Come si codificano in modo binario i TESTI? I testi possono essere visti come sequenze di caratteri alfabetici A ogni carattere dovrà corrispondere un numero (in un codice binario) Le caratteristiche del messaggio devono essere digitalizzate z È necessario passare da analogico a digitale Corso di Informatica umanistica (2004/2005) – dott. Isabella Chiari Codifica di caratteri testuali z ASCII (/aski /) (American (/aski/) (American Standard Code for Information Interchange) Interchange) z z Alfabeto latino 128 caratteri 7 bit ASCII esteso e ISO Latin Unicode Latino, cirillico, cinese, arabo 65.536 (non ancora saturati) 16 bit Alfabeto latino (con segni diacritici supplementari) 256 caratteri 8 bit Corso di Informatica umanistica (2004/2005) – dott. Isabella Chiari 2 Codifica ASCII a 8 bit Per arrivare a determinare mediante scelte binarie ciascun carattere bisogna dunque attendere 8 passi, si dice dunque che ogni carattere misura 8 bit. bit. Dunque 8 bit possono differenziare 256 combinazioni diverse. Una parola lunga 8 bit, di chiama byte. byte. Come si digitalizza un testo: z z z Digitando da tastiera scanner accompagnato da un OCR (Optical Character Recognition) Recognition) lettura ad alta voce (microfono, software di dettatura, e di riconoscimento vocale, addestramento) ASCII table Corso di Informatica umanistica (2004/2005) – dott. Isabella Chiari Digitalizzazione di immagini I pixel (Picture elements), elements), punti luminosi e colorati. Griglia di pixel 16 bit avremo a disposizione 65.536 colori diversi scanner z z 80 colonne x 60 righe = 4800 pixel 800 colonne x 600 righe con 24 bit = 11.520.000 colori testina che passa e illumina il foglio, passa una griglia e legge il colore (anche i toni di grigio) Come nei fax Anche i video, video, essendo sequenze di fotogrammi a cui è associata una banda sonora, possono essere digitalizzati Corso di Informatica umanistica (2004/2005) – dott. Isabella Chiari 3 La digitalizzazione dei suoni segmentazione o campionamento delle onde sonore CD vs. vinile digitale vs. analogico Acquisizione e digitalizzazione: digitalizzazione: z z scheda di acquisizione sonora da dispositivo esterno (radio, giradischi, registratore) Oppure mediante un registratore digitale che usa la tecnologia DAT (Digital Audio Tape). Tape). Corso di Informatica umanistica (2004/2005) – dott. Isabella Chiari Come nasce il COMPUTER? La macchina di Turing z z z z z z Astratta Soft(ware Soft(ware)) Manipolazione di SIMBOLI Nastro Celle testina Alan Turing (1912(1912-1954) Corso di Informatica umanistica (2004/2005) – dott. Isabella Chiari 4 Cosa fa la macchina di Turing? La calcolabilità o computabilità La tesi di Church z Un calcolo che può essere svolto da un qualunque computer quanto potente vogliamo può essere svolto (in linea di principio) da una macchina di Turing Corso di Informatica umanistica (2004/2005) – dott. Isabella Chiari La macchina di von Neumann John von Neumann [fnnman] nnman] (1903(1903-1957) Primo calcolatore generalgeneralpurpose: purpose: ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) Revisione: Revisione: EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer) Computer) Operazioni svolte in modo SERIALE (sequenziale) Corso di Informatica umanistica (2004/2005) – dott. Isabella Chiari 5 Il modello di EDVAC MEMORY MAR MDR INPUT OUTPUT Keyboard Mouse Scanner Disk Monitor Printer LED Disk PROCESSING UNIT ALU TEMP • INPUT •Unità Unità di controllo PC • Unità Unità aritmetica (ALU) CONTROL UNIT •Memoria PC •OUTPUT IR Corso di Informatica umanistica (2004/2005) – dott. Isabella Chiari L’unità aritmetica e l’algebra Booleana A 0 0 1 1 B 0 1 0 1 A and B 0 0 0 1 Compro una gonna E compro un paio di occhiali A 0 0 1 1 B 0 1 0 1 A OR B 0 1 1 1 La ALU usa le operazioni logiche note come algebra booleana Operazioni logiche come AND OR NOT Basate sulla logica proposizionale Valori di verità verità: z z 0 = falso 1 = vero Compro una gonna O compro un paio di occhiali Corso di Informatica umanistica (2004/2005) – dott. Isabella Chiari 6 Per approfondire: Ciotti, F. e Roncaglia, G. 2000. Il mondo digitale, Bari: Laterza Hodges, A. 2003. Storia di un enigma. Vita di Alan Turing. Milano: Boringhieri, € 35,00 Harris, R. 1997. Enigma, Milano: Mondadori, € 8,00 Corso di Informatica umanistica (2004/2005) – dott. Isabella Chiari Su Alphabit e sul Web: ASCII la prima codifica caratteri standard. Unicode sito con tutte le informazioni sulla codifica del futuro. Il sito dedicato ad Alan Turing Applet java della macchina di Turing Articolo di Piergiorgio Oddifreddi su Von Neumann Corso di Informatica umanistica (2004/2005) – dott. Isabella Chiari 7
