compendio di informatica - Roberto Visconti informatico

Roberto Visconti
COMPENDIO
DI
INFORMATICA
CAPITOLO
1
estratto da: COMPENDIO DI INFORMATICA
ediz. CALDERINI Bologna – 1988
anno di revisione 2013
12/05
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1.1 PRIMA INTRODUZIONE
1.1.1 DEFINIZIONE INFORMALE DI INFORMATICA
E' stato scritto e detto da piu' parti che la nostra era e' l'era dell'informatica. Ma che cos'e' l'informatica?
La parola informatica è una fusione di due parole in una di due termini della lingua italiana, e cioe':
INFORMAZIONE
AUTOMATICA
In francese il suo equivalente e' il termine "informatique", in lingua inglese il termine equivalente piu'
corretto e' Electronic Data Processing, che in acronimo (acronimo: parola formata con le iniziali di altre
parole) è abbreviato in E.D.P. e significa letteralmente “elaborazione elettronica dei dati” .
Per informatica si puo' intendere tutto il complesso di mezzi, tecniche, strumenti, risorse, metodi e tecnologie
adatti a trasmettere una informazione ad un utente interessato ad essa,in modo piu' possibile automatico.
Questa definizione contiene intrinsecamente molte implicazioni e fatti, tra cui:
- esiste una persona od un ente che ha bisogno di ottenere un obbiettivo, o prendere una determinata
decisione;
- il raggiungimento di questo obbiettivo dipende dal verificarsi di un determinato numero di condizioni;
- ognuna di queste condizioni e' descritta da una serie di dati;
- la quantita' dei dati e' superiore a quella che un addetto puo' normalmente analizzare a mano;
- il tempo necessario per raggiungere un obbiettivo e' inferiore a quello necessario ad uno o piu' addetti per
preparare i dati con procedure manuali in forma adatta al raggiungimento dell'obbiettivo o della decisione.
La soluzione che l'evoluzione della scienza e della tecnica ha portato nel corso della storia dell'uomo e', al
momento attuale, la scienza dell'informazione .
Non e' detto che tale soluzione sia definitiva, e che nel tempo non si possa arrivare a soluzioni diverse, sia
per mezzi tecnologici che per idee. E' certo che, al momento attuale, possiamo affermare che la fine del
ventesimo secolo puo' essere definita "l'era informatica".
Con il termine informatica, per convenzione che verra' seguita nel testo, intenderemo il termine "scienza
dell'informazione".
Un primo punto da chiarire e' la relazione tra l'informatica e gli elaboratori elettronici, o computer. Viene
stabilita in modo assiomatico la seguente affermazione:
INFORMATICA NON SIGNIFICA COMPUTER
Abbiamo stabilito che il termine "informatica", intesa come definito in precedenza, non deve assolutamente
essere identificato con il termine computer.
Difatti, l'aspetto "elaboratore elettronico" è solo una parte della scienza dell'informazione., e rappresenta il
mezzo tecnologico usato per risolvere alcune problematiche. Da questa osservazione, seguono le
affermazioni:
•
•
•
•
Conoscere il computer significa conoscere solo una parte dell'informatica.
Si puo' fare informatica anche prescindendo dalla conoscenza del mezzo tecnologico elaboratore
elettronico (ad esempio, lo studio dei metodi risolutivi di un problema risolvibile mediante computer
puo' essere svolto senza mezzi e tecnologie elettroniche)
Il computer rappresenta oggi il mezzo tecnologico migliore per il raggiungimento degli obiettivi
della scienza dell'informazione. Questo fatto e' tanto piu' verificato quanto maggiore e' il numero
delle informazioni da elaborare, e quanto piu' velocemente si deve ottenere il risultato.
L'informatica esisteva prima dell'invenzione dei computer. Per dimostrare questa affermazione, basta
pensare ai sistemi di archiviazione meccanica per ufficio, basata su schede di cartone perforato, gia'
esistenti alla fine del 1800 od agli ingegnosi sistemi elettromeccanici ideati per il censimento degli
abitanti degli Stati Uniti sempre verso la fine del 1800, molto prima della costruzione del primo
elaboratore elettronico, avvenuta nel 1944.
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1.1.2 NECESSITA' DI RICORSO ALL'INFORMATICA PER GESTIRE RISORSE
Riprendiamo l'esame del termine informatica, inteso come "informazione automatica".
Per "informazione" possiamo intendere un insieme di dati che hanno interesse per una persona od un ente.
Cio' che abbiamo definito per "interesse" puo' dipendere da molti fattori. In particolare l'esperienza mostra
che due caratteristiche fondamentali sono rappresentate da:
•
•
completezza
velocita'
In altre parole, una informazione, per poter essere tale, deve essere completa e trasmessa in tempi veloci.
Si cerchera' di chiarire questo concetto con un esempio concreto.
Ipotizziamo di analizzare una situazione in cui una persona entra in una farmacia e chiede un medicinale.
All'atto dell'acquisto, egli chiede al farmacista un'informazione:
•
in che modo deve essere conservato il medicinale per essere attivo ?
Si sa in precedenza (dalle leggi che regolano la distribuzione) che questo medicinale deve essere conservato
in frigorifero, e la sua validita' nel tempo e' di otto ore, cioe' dopo otto ore dalla vendita diventa inattivo, e
non puo' piu' essere usato con successo.
Analizziamo i seguenti tre casi di comportamento del nostro farmacista ipotetico:
Caso 1
Il farmacista risponde:"Deve essere conservato in frigorifero".
L'acquirente torna a casa, deposita il medicinale in frigorifero per due giorni, poi lo usa. Il medicinale non ha
piu' effetto per la cura.L'informazione non ha risolto l'obbiettivo della persona interessata.
L'informazione non e' COMPLETA.
Caso 2
Il farmacista risponde:"Deve essere conservato in frigorifero. Per la scadenza, la prego di ripassare domani,
quando potro' comunicargliela".
Il giorno dopo, il farmacista comunica che la scadenza e' ad otto ore dalla consegna. Il medicinale non puo'
piu' essere usato. Anche in questo caso l'informazione non ha risolto l'obbiettivo prefisso.
L'informazione e' stata COMPLETA ma non TEMPESTIVA.
Questo esempio ci porta a concludere che le caratteristiche di COMPLETEZZA e VELOCITA' non devono
essere soddisfatte indipendentemente , ma SIMULTANEAMENTE.
Piu' precisamente, la completezza deve essere posta in relazione biunivoca con la velocita'.
Caso 3
Il farmacista risponde:"Deve essere conservato in frigorifero. Il suo tempo di conservazione e' di otto ore da
questo momento".
L'informazione e' completa e tempestiva. L'utente puo' utilizzare pienamente la risorsa "medicinale" di cui ha
necessita'.
Notate che la velocita' con cui e' trasmessa l'informazione non e' un parametro assoluto, ma relativo
all'obiettivo ed allo stato del sistema. Nel caso dell'esempio, dare l'informazione immediatamente o a due ore
di distanza, avrebbe dato praticamente, gli stessi risultati. Il tempo entro cui deve essere trasmessa
l'informazione e' funzione di molti parametri, tra cui:
•
•
•
•
l'obiettivo generale
le parti fisiche che compongono il sistema
le interazioni tra le parti costituenti il sistema
le necessita' imposte dal sistema e dagli obiettivi sia generali, che intermedi.
L'elenco potrebbe continuare, ma si assume che, per capire l'esempio, quanto detto basti.
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Analizzando molti dei problemi della vita quotidiana, si vede che per la realizzazione di obiettivi anche
molto diversi tra loro, quali:
•
•
•
•
•
il calcolo di complesse formule matematiche
il saldo contabile di una ditta commerciale
il controllo di un'apparecchiatura elettromeccanica
la schedatura degli articoli di un magazzino
il progetto ed il calcolo di una struttura edile
si viene a determinare un secondo obiettivo, meno dedicato a problemi specifici come quelli elencati, e
costituente un vero e proprio obiettivo intermedio ed indipendente:
MEMORIZZARE ED ELABORARE INFORMAZIONI
Si viene cosi' a definire finalmente la funzione generale della scienza dell'informazione, dando una
conclusione notevole:
l'informatica non costituisce, in generale, una scienza fine a se' stessa, ma e' uno strumento cui fanno
ricorso altre discipline per raggiungere un maggiore grado di efficienza.
La necessita' di disporre di informazioni in modo piu' possibile automatico e' stata molto sentita sin dagli
albori della civilta'.
Da molte centinaia di anni, l'uomo ha cercato di inventare strumenti di qualsiasi natura per risolvere
problemi legati alla trasmissione di informazioni di ogni genere.
L'evoluzione che hanno subito le tecniche messe a punto nel corso degli anni, principalmente ed inizialmente
relative al calcolo ed all'elaborazione di quantita' numeriche, e' esposta in sintesi nel prossimo paragrafo.
La storia dell'informatica si puo' dividere in tre fasi fondamentali:
1. i primordi, in cui l'uomo ha cercato di sviluppare dei metodi per il conteggio;
2. l'era meccanica, in cui sono apparse delle macchine meccaniche per la soluzione di problemi di
calcolo numerico;
3. l'era dei computer, in cui la tecnologia elettronica ha sostituito quella meccanica, aggiungendo alle
macchine la possibilita' di elaborare, oltre che di calcolare.
I PRIMORDI
Nei primordi, l'uomo ha cercato con la sua intelligenza di quantizzare le evenienze della vita quotidiana, con
lo scopo di avere sotto controllo le situazioni in cui si imbatteva.
I primi problemi di conteggio furono dovuti, probabilmente, al controllo del bestiame e dei raccolti agricoli.
L'uomo si servi' intuitivamente delle dita delle mani per contare gli elementi di un insieme di oggetti, e
questo ha originato il sistema decimale, che e' stato il primo ad essere usato su larga scala nella civilta' che
conosciamo. Dal semplice sistema di contare con le dita delle mani, si passo' probabilmente ad una
rappresentazione piu' estesa, con pietre ed altri oggetti simili.
Da queste rappresentazioni nacque l'idea dei primi dispositivi di calcolo numerico, che furono gli abachi, di
cui troviamo prove di uso su larga scala in tutte le prime civilta', da quella cinese a quella romana, e questo
in epoche a partire da circa 3000 anni fa'.
Per molti secoli, non fu piu' avvertita l'esigenza di disporre di strumenti per il calcolo o l'elaborazione, e non
si ha notizia di dispositivi diffusi su larga scala. Iniziative in questo campo furono dovute a singoli individui,
e probabilmente proposte ed idee sviluppate in questi tempi sono a tutt'oggi ignorate.
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Bisogna attendere il rinascimento per osservare una netta ripresa di interesse per lo sviluppo di dispositivi
per il calcolo.
Nei primi anni del 1600 il matematico scozzese John Napier (italianizzato in Nepero) ebbe l'occasione, nel
corso dei suoi studi sui logaritmi, di proporre l'idea di usare delle scale logaritmiche per effettuare le
moltiplicazioni, basandosi sulla proprieta':
log (B * C) = log B + log C
Da questa ed altre espressioni, nonche' dalle prime
tavole dei logaritmi sufficientemente complete,
sviluppate
da
Henry
Briggs
(matematico
contemporaneo di Napier) nacque l'idea del regolo
calcolatore, che rappresento', e rappresenta, tuttora,
un comodo mezzo per effettuare calcoli di una
certa complessita' con relativa facilita' senza bisogno
di elettricità..
Fig. 1.1.1
Regolo calcolatore di produzione Faber-Castell
I contributi notevolissimi che John Napier porto' alla teoria dei logaritmi gli valsero dai posteri il
riconoscimento del nome "neperiano" ai logaritmi sviluppati con base e = 2.71...., che fu detta costante di
Nepero.
E' ormai alle soglie la nascita del primo dispositivo meccanico, che segue di qualche decina d'anni quella del
regolo calcolatore.
L'ERA MECCANICA
L'invenzione del primo dispositivo che si puo' considerare automatico e' frutto del genio di Blaise Pascal
(1623- 1662), matematico, fisico e filosofo, a cui si devono notevolissimi contributi al progresso del pensiero
umano sia nei campi scientifici che filosofici.
Pascal progetto' e realizzo' un dispositivo meccanico discreto, che poteva eseguire, azionato
opportunamente a mano, delle addizioni e delle sottrazioni, facendo uso di meccanismi a ruote dentate
demoltiplicate. Questa macchina, denominata PASCALINA, si puo' considerare il prototipo delle macchine
calcolatrici da ufficio, il cui principio di funzionamento è stato largamente usato fino al termine degli anni
1950, per via della sua semplicita' e, soprattutto, della sua economia.
Il termine discreto significa che questa macchina non poteva fornire tutti i risultati possibili con i dati di
ingresso possibili, ma che poteva fornire solo risultati corrispondenti agli stati numerici rappresentati sulle
ruote dentate che ne costituivano il meccanismo, che erano in numero finito.
In pratica, gli apparecchi discreti sono costruiti in modo da avere un numero finito e limitato di stati
possibili.
Il contrario di discreto e' il termine analogico, che significa invece che il dispositivo puo' attraversare un
insieme teoricamente infinito di stati per passare da una posizione iniziale ad una finale. Questo e' il caso, ad
esempio, degli strumenti elettrici con indicatore ad ago mobile, come voltmetri ed amperometri.
In essi infatti l'ago indicatore si puo' fermare in un punto qualsiasi della scala, in corrispondenza del valore
fisico della corrente elettrica che lo sta' attraversando.
L'apparecchio di Pascal fu studiato e potenziato dallo scienziato tedesco G.W. Leibnitz (1646 - 1716), che
riusci' a progettare una versione in grado di eseguire anche le moltiplicazioni, facendo uso di ruote ad
ingranaggi con lunghezza diversa.
Le applicazioni tecnologiche portarono a nuovi studi ed interessi nel settore della computabilita', finche' nella
prima meta' del 1800 nacque per la prima volta ufficialmente l'idea di macchina programmabile.
Si era assistito in precedenza allo sviluppo di innovazioni tecnologiche di rilievo in tutte le branche della
scienza e della tecnica, dovuto alle esigenze della rivoluzione industriale in atto in Europa in quel periodo.
Accanto alle invenzioni della macchina a vapore e di altri dispositivi industriali, troviamo la geniale idea del
francese J.M. Jacquard (1752- 1834) all'inizio del 1800. Con grande ingegno, riusci' ad applicare alla
macchina tessile per filare, in uso nell'epoca, un dispositivo basato su schede di cartone perforato, che
gestivano la scelta del tipo di filo in base alla disposizione dei fori sulla scheda stessa.
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Basandosi su questa idea, uno dei geni universalmente riconosciuti dell'elaborazione dati, Charles Babbage
(1792 - 1871), riusci' a concepire, in una era in cui le possibilita' tecnologiche non lo permettevano, l'idea di
un elaboratore automatico di dati.
Babbage, professore di matematica presso l'Universita' di Cambridge, inizio' i suoi studi sulla elaborazione
automatica dei dati con il progetto di una macchina, detta "differenziale", che risolveva automaticamente non
piu' operazioni semplici come la pascalina e la macchina di Leibnitz, ma operazioni molto piu' complesse,
come la risoluzione di polinomi di grado elevato.
Tale macchina era basata sul concetto di differenza finita, largamente impiegato tuttora come principio di
calcolo in tutte le branche dell'ingegneria.
Durante lo sviluppo di questa macchina, dal 1822 fino al 1840 circa, i problemi tecnologici relativi ai mezzi
a disposizione in quell'epoca non permisero un successo completo dell'opera, che resto' incompleta, dopo
essere stata aspramente criticata dal primo ministro inglese dell'epoca Disraeli, per il costo eccessivo.
Disraeli infatti scrisse sarcasticamente che l'unico uso pratico che ne vedeva era il calcolo della cifra
astronomica (17.000 sterline dell'epoca) spesa per costruirla.
La parte costruita, oggi ritenuta una delle espressioni piu' alte del genio umano, e' esposta nel Museo delle
Scienze della citta' di Londra.
Nel corso degli studi teorici per la costruzione della macchina alle differenze finite, Babbage ebbe
l'occasione di fare alcune riflessioni logico- scientifiche, e conobbe i lavori di Jacquard sull' automazione dei
telai da tessitura, arrivando ad acquistarne il ritratto, composto su tela tessendo la trama con un telaio
Jacquard e 24000 schede perforate.
La sintesi tecnico-scientifica che ne trasse fu sorprendente: una macchina poteva essere resa
"programmabile" se si distinguevano in essa le fasi di "istruzione" da quella di "elaborazione", in cui gli
elementi su cui operavano le istruzioni venivano appunto elaborati.
Per la fase di istruzione della macchina, Babbage penso' di utilizzare le schede Jacquard, sulle quali
"memorizzare" una sequenza di calcolo, al posto di una sequenza di tessitura.
Per l'elaborazione, Babbage ideo', sviluppando i concetti base della macchina alle differenze finite, una
seconda macchina piu' potente, che costituiva la prima macchina analitica della storia.
In questo sistema, troviamo per la prima volta il concetto di programma, costituito come insieme di singole
istruzioni registrate ognuna su una scheda, ed il concetto di memoria, come supporto su cui conservare
permanentemente dati e risultati di elaborazioni.
Per la realizzazione della macchina analitica, Babbage ebbe l'aiuto di Ada Lovelace Byron, figlia del grande
poeta inglese George Byron, che scrisse e perfeziono' molte procedure algoritmiche per la macchina
analitica, dando un ricco contributo a quello che oggi sarebbe chiamato software della macchina.
Per questo motivo, i posteri ricorderanno la figura della prima programmatrice della storia, dedicando al suo
nome uno dei linguaggi della IV generazione, denominato appunto ADA.
Purtroppo, le difficolta' tecnologiche presenti per la prima macchina si presentarono moltiplicate anche per la
seconda, particolarmente per i problemi sollevati dalla meccanica di altissima precisione richiesta dai
piccolissimi meccanismi necessari.
La macchina analitica rimase in attesa che i tempi maturassero, per vedere la luce.
Nel 1855, l'ingegnere svedese George Scheutz dimostrava l'esattezza del pensiero di Babbage, riuscendo a
costruire una sua versione della macchina differenziale e presentandola in una esposizione di Ingegneria.
Babbage stesso, anche se in tarda eta', pote' recarsi all' esposizione, per assistere al funzionamento della 'sua'
macchina analitica.
L'idea di Babbage, basata su una macchina controllata da un insieme di schede, fu fertile e prolifica di nuove
idee.
Verso la fine del 1800, Herman Hollerith, matematico e statistico americano, sotto lo stimolo e le necessita'
imposte dal censimento nazionale degli Stati Uniti svoltosi nel 1890, ed allo scopo di accelerare e migliorare
il lavoro di analisi statistica delle schede pervenute, ideo' la prima macchina logica a schede perforate, che
permetteva l'esame, da un pacco globale di schede perforate, delle sole schede relative alla popolazione
femminile, od ai soli lavoratori agricoli, e cosi' via.
Per pensare all' utilita' del dispositivo, basti pensare che fu applicato ad una popolazione di circa 63 milioni
di abitanti. Il successo fu tale che nel 1896 anche il governo russo impiego' una macchina analoga per il
censimento della propria popolazione.
Il codice impiegato prese il nome di codice Hollerith, ed e' stato largamente impiegato (anche tuttoggi) per
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la perforazione di schede, per linguaggi tipo FORTRAN ed ALGOL.
Dagli inizi del 1900, con l'invenzione del triodo e la nascita dell'elettronica, si assiste alla generazione dei
primi dispositivi di calcolo automatico, basati su una interazione elettronico-elettromeccanica, ed orientati
alla soluzione di problemi di calcolo integro- differenziale.
L'idea di Babbage era ancora in attesa di essere ripresa e sviluppata da una tecnologia più potente, che
potesse realizzarla.
L'ERA DEI COMPUTER
Con la costruzione dei primi amplificatori operazionali l'interesse si sposto' sui calcolatori analogici, che, pur
privi di programma, risolvevano operazioni complesse, come integrali e derivate.
Bisogna attendere l'inizio degli anni 1940, quando lo scienziato americano Howard Hataway Aiken,
docente presso l'universita' di Harvard (U.S.A.), completava il primo elaboratore elettromeccanico a relays,
denominato A.S.C.C. (Automatic Sequence Controlled Calculator), avente le caratteristiche della macchina
analitica di Babbage, ora facilmente costruibile con le possibilita' tecnologiche dell' epoca ed i forti
finanziamenti, promossi, durante la seconda guerra mondiale, nel campo dell'automazione.
Questo elaboratore era dotato di programma, registrato su nastro perforato (piu' veloce delle schede di
cartone perforato della macchina di Hollerith, ma virtualmente operanti in modo analogo).
La memoria consisteva in ruote dentate che potevano memorizzare 72 numeri di 23 cifre. Una addizione era
effettuata in 0.3 secondi, una moltiplicazione in 4 secondi ed una divisione in 10 secondi.
L'applicazione delle tecniche elettroniche a valvole termoioniche permise di raggiungere velocita' molto piu'
elevate con il primo elaboratore elettronico della storia, l' E.N.I.A.C. ( Electronic Numerical Integrator and
Automatic Calculator), completato nel 1946. Tra i suoi progettisti si annoverano il fisico John W. Mauckly
e l'ingegnere J. Presper Eckert.
Realizzato con 18.000 valvole, richiedeva una squadra di tecnici specializzati per il solo cambio degli
elementi che si "bruciavano" durante il funzionamento, ma effettuava una somma in 200 microsecondi ed
una divisione in 6 millisecondi.
E' interessante notare che si deve la costruzione di questa macchina grazie ad un contratto con il
Dipartimento di Artiglieria del Ministero della Guerra americano.
Da un punto di vista algoritmico, la macchina non pote' costituire un avanzamento rispetto all' A.S.C.C.
(mantenuto in servizio ad Harvard ininterrottamente fino al 1959), poiche' non memorizzava le istruzioni:
infatti il "programma" doveva essere impostato tramite pannelli ad interruttori prima di ogni elaborazione.
Tuttavia, l'enorme guadagno di velocita' nell'esecuzione delle operazioni (il rapporto di tempo a parita' di
operazioni era di un ora contro una settimana a favore dell' E.N.I.A.C.) promosse lo studio e lo sviluppo di
queste macchine.
Si assistette al sorgere delle prime grandi societa' mondiali nel campo dell'elaborazione automatica dei dati:
operano gia' ad esempio la International Business Machines (I.B.M.) e la Remington -Rand ,costruttrice dei
sistemi UNIVAC.
Contemporaneamente, si assiste ad uno sviluppo rigoglioso degli studi sulla teoria dell' informazione e sugli
elaboratori automatici, che trova due forti stimoli negli scienziati John Von Neumann (di origine
ungherese) in America, e Alan Turing in Gran Bretagna.
Sulla base di questi studi, vengono prodotti gli elaboratori EDVAC (Electric Discrete Variable Automatic
Computer) in U.S.A. ed EDSAC in Europa, prime macchine dotate di memorizzazione elettronica del
programma.
Il 6 maggio 1949 il computer EDSAC produceva su stampante una tabella dei quadrati dei primi 100 numeri
interi in modo totalmente automatico: questo tabulato, ormai storico, e' conservato nel Museo delle Scienze
di Londra.
Nel 1951 viene installato presso l'Ufficio Censimento del ministero degli Stati Uniti il computer UNIVAC I
(Universal Automatic Calculator), mentre la I.B.M. produce l'ormai storico modello 701, orientato alla
gestione dei grandi uffici, come quelli dei ministeri e delle grandi aziende.
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Nel 1952 venivano introdotti sul sistema 701 della I.B.M. i primi nastri magnetici: una bobina da 8 pollici
conteneva l'equivalente di 12500 schede perforate circa. Il primo acquirente privato dell' UNIVAC I fu la
grande casa americana GENERAL ELECTRIC nel 1954, seguita a ruota da altre grandi aziende.
Nel 1957 e' ancora la I.B.M. ad introdurre per prima, sul sistema RAMAC 305, le memorie di massa a dischi
magnetici di grande formato (circa 60 cm. di diametro), realizzando le prime tecniche di accesso non
sequenziale agli archivi: il nome della macchina deriva appunto dall' acronimo di RANDOM- MACHINE,
poiche' l' accesso ai dati era effettuato con tecniche in pratica ad accesso casuale, e non sequenziali, come
avveniva nei supporti a nastro.
Nel 1959 un significativo contributo e' dato dalla italiana OLIVETTI, con la costruzione dell' ELEA
(Elaboratore Elettronico Automatico) grazie all' aiuto di un gruppo di ricercatori dell' Universita' di Pisa.
E' da notare che questi studi furono promossi da Enrico Fermi, premio Nobel per la fisica, e da Adriano
Olivetti, manager di idee avanzate per l'epoca.
L' ELEA presentava l'innovazione tecnologica di essere completamente transistorizzato, con memoria
centrale non volatile realizzata a nuclei magnetici, ed un ciclo di funzionamento di circa 10 microsecondi.
Nel frattempo, si moltiplicavano i programmi applicativi e si diffondevano i linguaggi FORTRAN, COBOL,
ALGOL ; la loro diffusione fece nascere altri linguaggi in un vortice sempre crescente.
Inizia l'era moderna dell'informatica, che viene suddivisa per motivi di comodo in generazioni, in dipendenza
della tecnologia realizzativa dei vari tipi di computer.
Per prima generazione di computer si intende quella relativa ai computer di vario tipo (ENIAC, EDSAC,
ASCC, ecc..) basata su varie tecnologie (principalmente a relays e valvole termoioniche), e che si considera
conclusa con l'apparire dei primi sistemi commerciali.
Con la dizione seconda generazione di computer si intende in pratica la prima generazione commerciale dei
computer, dove troviamo affermarsi i primi sistemi realmente programmabili (cioe' con programma
memorizzato), e costituiti da sistemi quali:
• I.B.M. mod.701 - mod.1401 – mod.1620
• UNIVAC I ,prodotto dalla Sperry Rand Remington
I sistemi sono transistorizzati ed usano memorie a nuclei di ferrite.
Si fa' coincidere l'avvento della terza generazione di computer con la diffusione a livello di medie e grandi
aziende del sistema I.B.M. 360, prima macchina a fornire un rapporto prestazioni/ prezzo accessibile ad una
fascia numerosa di utenti (minicomputer), e cioe' al 1964/ 1965.
Negli anni successivi si assiste alla diffusione dei minicomputer, tra cui si distingue il DIGITAL PDP-11, e
molte altre macchine e modelli, di attuale implementazione in piu' centri calcolo.
La messa a punto del microprocessore, come verra' piu' ampiamente ripreso nel corso del testo, causera' una
miniaturizzazione piu' spinta, con aumento dei rapporti prestazioni/prezzo, e l'accesso anche di fasce di
utenza piccola/media all'elaborazione automatica dei dati.
Si assiste alla nascita dei computer della quarta
generazione, caratterizzati da un uso intensivo di
microprocessori e di periferiche veloci, per la
memorizzazione e la stampa dei dati.
Il primo microprocessore a 4 bit (detto 4004) viene
sviluppato dalla casa madre Intel nel 1971: ad esso
seguono le prime unità a 8 bit (8008, 8080, Z/80,
MC6800) anche di altre case. Dal 1978 in poi si
assiste alla diffusione dei personal computer, che
costituiscono una importante appendice ai computer
della quarta generazione. Con i personal computer si
origina il boom dell'informatica, che entra alla
portata di tutte le fasce di utenza.
fig.1.1.2
L'evoluzione parallela degli studi sulle teorie e le applicazioni informatiche fa' nascere nel 1981 la proposta
dei computer della quinta generazione, promossa dal ministero dell'industria giapponese, che devono
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possedere, oltre alla capacita' di memorizzare ed elaborare dei dati, anche la facolta' di apprendere nuovi
algoritmi da sole, in conseguenza degli studi sull'intelligenza artificiale, svoltisi negli anni '80.
A titolo di cronaca, si riporta che nell' ormai lontano 1985 uno dei migliori scienziati giapponesi addetti al
piano dei computer della quinta generazione, il dottor Kasuhiro Fuchi, si recò in Italia a Firenze, dove nella
Fortezza da Basso tenne una esauriente conferenza sull' argomento, dove scienziati e tecnici italiani hanno
sia ricevuto che dato contributi a questa importante branca dell'informatica moderna.
La quinta generazione avrebbe dovuto puntare, per raggiungere potenze di calcolo significative,
su grosse quantità di microprocessori in architettura parallela. I computer di questa generazione sarebbero
stati macchine speciali chiamate transputer (transistor computer). Per vari motivi che esulano da questo testo
questa generazione non si impose da un punto di vista commerciale ed industriale, rimanendo sempre in
ambito di ricerca e sviluppo.
Conobbero invece un grande sviluppo i computer a microprocessore, grazie al grande sviluppo che ebbe il
progetto dei microprocessori grazie a produttori quali Intel, Motorola, AMD ed altri. Tra la metà degli anni
'80 ed i primi anni del 2000, la Intel produsse una serie di processori che ebbero un grande successo di
mercato soprattutto nei computer basati sul sistema operativo Windows. Ne diamo un breve cenno
riepilogativo, dai primi processori a 16 bit in poi:
Microprocessore
Parola (b)
Anno di rilascio
8086
16
1978
80286
16
1982
80386
32
1985
80486
32
1989
Pentium
32
1993
Pentium pro
32
1995
Pentium-II
32
1997
Pentium-III
32
1999
Pentium-IV
32
2000
Pentium-IV Itanium
64
2001
Core 2 (dual core)
64
2006
Core i3 – i5 - i7
64
2010
Dal 2001 al 2006 la produzione di microprocessori da parte della Intel non si è sospesa, ma è proseguita con
potenziamenti e differenziazioni dei processori Pentium esistenti, fino a produrre architetture particolari
come i sistemi dual-core e quad-core, ed i nuovi Core i3, i5, i7 attualmente settori di punta della Intel.
Al tempo stesso, la Apple immetteva sul mercato i suoi sistemi Apple, Apple II, Apple III e Macintosh con i
processori Motorola della serie 6800 e 68000, passando poi ai processori a tecnologia Power PC, che sono
stati impiegati fino al 2005. In seguito, anche i Macintosh sono passati ad impiego di processori Intel prima
di tipo Dual Core, poi di classe Core i3, Core i5 e Core i7. Il grosso della Motorola, dopo anni di perdite, è
stata acquistata nel 2011 dal colosso dell' informatica Google, che la ha destinata a produrre essenzialmente
tablet computer (Motorola Xoom).
Un altro produttore mondiale di processori che è una valida alternativa ad Intel è AMD, che ha costruito fin
dagli anni 1980 processori cloni di quelli Intel con varie sigle (AMD 8080 fino ad AM386 ed AM486)
quindi dal 1995 circa ha proposto soluzioni architetturali con la sigla K (processori K5, K6, K7) fino ad
arrivare agli attuali processori Phenom, Phenom II e Trinity, che appaiono ben competitivi con i relativi
processori Intel.
La tendenza attuale (anni 2010-2020) è quella di produre un unico dispositivo elaboratore multimediale, che
raccolga in un unico sistema capacità di calcolo elettronico, grafica, fotografia, audio, video e comunicazioni
sia multimediali che telefoniche. Un esempio di questi sistemi possono essere gli attuali telefoni intelligenti
(smartphone) e tablet computer prodotti da varie case (Samsung, Apple, Nokia ed altri). Questi dispositivi
sono dotati di sistemi operativi quali Android, Windows, Symbian ed altri, che ne consentono l'uso multifunzionale.
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1.2 CONCETTI FONDAMENTALI
1.2.1 TERMINOLOGIA ED ESEMPI
Per poter ben comprendere che cosa intenderemo nel seguito per informazione, daremo qui una breve
definizione iniziale:
•
per informazione si intende la trasmissione di una conoscenza che permette a chi la acquisisce di
prendere determinate decisioni.
•
per segnale intenderemo il mezzo concreto con cui si effettua la trasmissione dell'informazione.
Quali sono i piu' semplici sistemi di informazione? A titolo di esempio possiamo elencarne alcuni:
1) un segnale di "curva pericolosa" posto su una strada costituisce un mezzo per informare i guidatori che in
quel tratto la strada presenta una curva pericolosa.
INFORMAZIONE
(significato del cartello)
SEGNALE
Cartello stradale
Subito dopo questo punto c'e' una curva
pericolosa a destra.
fig.1.2.1
2) Una lampada- spia accesa sul pannello di una lavatrice "segnala" che la lavatrice e' in funzione.
(informazione)
INFORMAZIONE
(significato della luce)
SEGNALE
spia luminosa
La lavatrice è in funzione.
fig. 1.2.2
3) Lo squillo del telefono (segnale) ci "informa" che qualcuno vuole parlarci.
INFORMAZIONE
(significato del suono)
SEGNALE
squillo acustico
Qualcuno vuole parlare con te.
fig. 1.2.3
4) Una serie di "bottoni" numerati all'interno di un ascensore ci informa che possiamo scegliere di salire o
scendere ad uno tra piu' piani possibili.
INFORMAZIONE
(significato della luce)
SEGNALE
Voglio salire al 3° piano.
segnale visivo
fig. 1.2.4
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5) Una serie di caratteristiche lette sugli annunci pubblicitari del giornale "L'automobile italiana" ci mette in
condizione di decidere se possiamo acquistare un certo tipo di automobile o no.
e via dicendo.
Potremo continuare a lungo ad elencare esempi di tale genere.
L'importante e' a questo punto avere ben chiara la distinzione tra informazione e segnale. Se il lettore effettua
una piccola riflessione, converra' che:
- il segnale in se' e per se' non ha significato, cosi' come un triangolo con una cornice rossa non significa di
per se' pericolo;
- l' informazione trasmessa nasce dal fatto che ad un determinato segnale tutte le persone interessate
convengono di associare un significato preciso.
Tornando all'esempio 1), l'informazione di una curva pericolosa nasce dal fatto che tutti gli automobilisti
convengono di associare tale significato a quella indicazione.
Con una ulteriore deduzione possiamo comprendere come in un sistema di elaborazione dati vengano
immagazzinate le informazioni:
Le informazioni in un elaboratore elettronico vengono rappresentate da molti segnali elettrici, ognuno dei
quali ha un ben preciso significato in base a delle convenzioni tecniche internazionali.
Il termine INFORMATICA deriva dalla contrazione di due parole: INFORMAZIONE AUTOMATICA.
Con il termine INFORMATICA si intende quindi tutto l'insieme di risorse mediante il quale è possibile
disporre di informazioni automatiche.
Con il termine E.D.P. (Electronic Data Processing) si intende tutto il complesso di risorse per fare
l'elaborazione elettronica dei dati. Ad esempio, un centro E.D.P. Può essere una azienda che sviluppa
software per conto terzi, o l'ufficio di una azienda che effettua la contabilità usando il computer.
Tutto l'insieme di risorse disponibili per raggiungere questo obiettivo (computer, linguaggi di
programmazione, software, DVD, ecc.) viene detto sinteticamente I.T. (Information Technology). Oggetto
della I.T. è quello di fornire ogni mezzo possibile a chi deve disporre di informazioni per prendere decisioni.
Al giorno d'oggi, è divenuto necessario trasmettere in tempo reale le informazioni elaborate in un luogo in un
altro luogo, anche molto distante. Questo ha originato I.C.T. (Information and Comunication Technology),
con cui si intende tutto il complesso di risorse che, oltre ad elaborare dei dati, consentono la trasmissione
degli stessi a distanza comunque grande (basti pensare ad Internet). Con questo termine si sintetizza sia la
capacità di elaborare informazioni sia la trasmissione delle stesse a distanza.
L' I.C.T. rappresenta attualmente lo stato più avanzato della scienza che inizialmente è stata l' informatica.
11
1.2.2 DEFINIZIONI FONDAMENTALI
In questa parte verranno trattate le definizioni fondamentali, con metodo particolarmente euristico, per
comprendere il significato della terminologia impiegata nel seguito del testo.
Verranno esaminati in modo particolare i termini HARDWARE, SOFTWARE, BIT, BYTE, STRINGA,
INPUT/OUTPUT (quest' ultima dizione abbreviata spesso in I/O).
Coglieremo l'occasione di esaminare tali termini esaminando un poco piu' in dettaglio la costituzione di un
"computer" o, con termine italiano, un elaboratore elettronico.
Un elaboratore elettronico e' un insieme di apparecchiature che permettono la realizzazione delle seguenti
funzioni:
1) Elaborare le informazioni che vengono immesse in esse tramite apparecchiature speciali, che hanno
l'aspetto indicativo di tastiere per macchina da scrivere e monitor televisivi (a volte, tali unita' per
l'ingresso e l'uscita dati vengono citate con il nome generico di "consolle");
2) Memorizzare permanentemente i dati delle elaborazioni per poterne permettere un uso futuro.
In realta' la complessa struttura dei moderni calcolatori elettronici permette di assolvere a tutta una serie di
compiti molto estesa, per cui e' bene tenere presente che le funzioni descritte ai punti 1) e 2) sono puramente
indicative e sicuramente non complete. Pur tuttavia esse sono le caratteristiche fondamentali su cui si
accentreranno le discussioni relative a questo corso di base e, dal punto di vista pratico, sono anche le
caratteristiche piu' "appariscenti" d i un sistema di elaborazione elettronica, proprie sia di piccoli sistemi
(Microcomputers e Personal computers) come pure di medi e grandi sistemi usati per gestire grandi quantita'
di informazioni (banche,aereoporti, industrie, ecc.....).
Da quali parti fondamentali e' composto un elaboratore elettronico?
Indicativamente lo possiamo visualizzare in fig. 1.2.5. Le parti componenti che saltano subito all'occhio
sono:
fig. 1.2.5
- la consolle, che permette all'operatore di introdurre i dati nel computer tramite una tastiera simile alla
macchina per scrivere e di leggere i risultati su di una unità terminale, tipo video televisivo;
- l'elaboratore elettronico propriamente detto, che incorpora l'unita' centrale di elaborazione dati insieme ad
un certo numero di dispositivi (per esempio dispositivi CD o DVD o memorie USB) dove vengono
periodicamente registrati i dati che costituiscono l'unita' di memoria.
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Il funzionamento di un sistema di elaborazione dati avviene abbinando due elementi che sono:
HARDWARE : tutto cio' che e' di natura meccanica, elettrica ed elettronica; in pratica, tutto cio' che si
puo' toccare materialmente con mano. La tastiera della consolle e' un esempio di hardware, come pure la
stampante, od i supporti di memoria.
SOFTWARE : tutto cio' che e' correlato all'attivita' intellettuale all'interno del sistema di elaborazione
dati. In pratica, sono tutti i programmi di ogni tipo che funzionano (od, in gergo tecnico, "girano") sulla
macchina.
L' hardware non puo' essere utile senza del software opportuno che lo faccia funzionare. Il software non puo'
essere fatto funzionare materialmente se non e' abbinato ad elementi hardware.
L'hardware riveste quindi una importanza notevole anche per chi si occupa in modo particolare di software,
per cui si ritiene utile spendere qualche parola di piu' per introdurre questo argomento.
L'esame di un computer e' semplice e sicuro, ed anche una persona non esperta puo' capire discretamente la
funzionalita' delle parti. Tuttavia se il lettore consulta un manuale od un testo tecnico, difficilmente trovera'
illustrati gli argomenti trattati con fotografie e disegni, poiche' questo modo di rappresentare un
elaboratore elettronico puo' essere molto impegnativo e dispersivo.
E' bene quindi cominciare a prendere
confidenza con la rappresentazione cosidetta
"a blocchi" di un elaboratore, come e'
presumibile trovarla nella letteratura tecnica.
Un "blocco" e' un rettangolo disegnato su un
foglio, in cui immaginiamo che sia, per cosi'
dire, "rinchiusa" una parte dell' elaboratore,
che assolve una ben determinata funzione.
f ig. 1.2.6
Con riferimento all' esempio mostrato in fig. 1.2.6, un insieme di parti elettriche, elettroniche e meccaniche
di un sistema di elaborazione dati, contenute ad esempio in una scheda elettronica, che svolge una
determinata funzione, puo' essere schematizzata come un "blocco" di elementi, la cui connessione non e'
specificata in modo dettagliato, ma solo funzionale.
Del blocco, conosciamo soltanto:
•
•
•
la funzione assolta;
i valori degli ingressi applicati al blocco stesso;
i valori delle uscite forniti dal blocco, con gli ingressi specificati.
L'esempio di fig. 1.2.7 ci illustra come si possa schematizzare con un sistema di blocchi un computer anche
complesso, che sarebbe ben piu' difficile da disegnare e richiederebbe molto piu' tempo per analizzare la
propria funzione svolta.
fig. 1.2.7
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Da questo punto di vista, possiamo far corrispondere al complesso illustrato in fig. 1.2.5 lo schema a blocchi
di fig. 1.2.7.
Per introdurre il resto della terminologia iniziale, osserviamo che l'operatore umano si serve della consolle
come una macchina da scrivere con la quale scrive delle disposizioni da far leggere ad una "persona" che
deve eseguire queste disposizioni stesse.
Questa "persona" non e' altro che l'elaboratore elettronico.
L'operatore alla macchina puo' avere necessita' di svolgere due operazioni fondamentali:
-Ingresso dei dati da elaborare, o, con termine inglese, INPUT, battendo i tasti della tastiera come una
comune macchina da scrivere (in gergo tecnico si dice anche "digitare");
- Uscita dati o, con termine inglese, OUTPUT, leggendo le risposte del calcolatore sul video oppure
stampate su sistemi appositi denominati stampanti.
Quando l'operatore effettua operazioni di ingresso/uscita di dati, noi diciamo che effettua operazioni di
INPUT/OUTPUT o, piu'sinteticamente, operazioni di I/O.
Si vuole in questa sede completare il discorso iniziale sulla terminologia tecnica necessaria per una prima
comprensione del testo, senza la pretesa di dare definizioni rigorose, e con riserva di tornare nella sede piu'
opportuna sugli argomenti per procedere ad una esposizione piu' sistematica.
TERMINI INFORMATICI
Per bit si intende la piu' piccola unita' elementare di informazione, che sia esprimibile mediante un segnale
elettrico.
Il bit e' spesso riunito in insiemi ordinati di otto bit per formare un byte, o carattere, perche' con questo
insieme e' possibile (ad esempio) rappresentare uno dei caratteri della macchina da scrivere.
Pertanto, un byte è un insieme ordinato di 8 bit .
Per scheda si intende un insieme di componenti riuniti a formare una parte di un sistema su un unico
supporto, per l'appunto a forma di piastra o scheda.
Per interfaccia si intende un dispositivo elettronico che permette la connessione di un elemento di un
sistema di elaboratore elettronico con un altro, esterno ad esso.
Le periferiche sono in generale tutte quelle unita', come il terminale video e la stampante, che si collegano
tramite interfaccia all' elaboratore elettronico vero e proprio.
Poiche' l'elaboratore elettronico e' visto spesso come insieme di parti collegate tra loro secondo certi criteri, e'
utile saperlo rappresentare in termini insiemistici. Per questo motivo il prossimo paragrafo e' dedicato alla
esposizione di semplici concetti e richiami di teoria degli insiemi, che saranno utili per la comprensione di
alcune parti del testo.
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1.2.3 RICHIAMI DI DEFINIZIONI SUGLI INSIEMI
Un insieme e' definito come una collezione di elementi.
Un esempio di insieme e' costituito dalla popolazione italiana. Un altro esempio di insieme e' dato da tutte le
istruzioni di un linguaggio di programmazione, che godono di proprieta' distintive.
Un insieme e' individuato da una lettera maiuscola dell' alfabeto, ad esempio:
I
In alcuni casi, quando e' possibile enumerare un insieme, si usa indicare tra parentesi graffe gli elementi che
compongono l'insieme stesso.
Se I fosse l'insieme delle lettere dell'alfabeto, potremmo scrivere che gli elementi sono:
{ A,B,C,D,E,F,G,H,I,J,K,L,......Z}
e si puo' scrivere l'uguaglianza logica:
I = { A,B,C,D,E,F,G,H,I,J,K,L.......Z}
A volte, per maggior chiarezza simbolica e quando non vi sia possibilita' di confusione, l'insieme degli
elementi potra' essere indicato anche con il simbolo { I }.
Ad esempio, l'insieme C delle parti componenti un computer potra' essere sinteticamente indicato tanto con il
simbolo:
{C}
che con la notazione esplicita:
{ unita' centrale, memoria di massa, stampante, .....}
Un insieme di parti non ha in generale esistenza dovunque, ma assume senso in un particolare campo di
esistenza, detto dominio.
Dati due insiemi A, B di elementi, vengono definite alcune operazioni fondamentali su di essi:
UNIONE, indicata con la lettera U, che indica l'insieme somma di tutti e due gli insiemi A,B.
Ad esempio, se abbiamo:
A = { IBM, OLIVETTI , DIGITAL }
B = { stampanti, unita' centrali }
l'insieme unione
C = A U B ={ IBM, OLIVETTI, DIGITAL, stampanti, unita' centrali }
sara' formato da tutte le stampanti e da tutte le unita' centrali di marca IBM, OLIVETTI e DIGITAL.
INTERSEZIONE, indicata con il simbolo ∩ , che indica l'insieme composto dalle sole parti comuni a due
insiemi definiti.
Ad esempio, se abbiamo:
A = { IBM , stampanti, disk drive }
B = { OLIVETTI, stampanti, unita' centrali }
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l'insieme intersezione C = A ∩ B e' formato da:
C = { stampanti }
cioe' da tutte le stampanti che fanno parte simultaneamente del primo e del secondo insieme.
PRODOTTO CARTESIANO di due insiemi A e B, costituito da tutte le coppie possibili di elementi di A e
di B, ed indicato col simbolo x (oppure X ) :
A x B (oppure A X B)
Ad esempio, l'insieme dei quadrati dei numeri interi N e' dato da:
N x N = { <x,y> tali che x,y appartengano ad N }
Il numero 9, appartenente a N x N in quanto e' il quadrato di 3, e' dato dal prodotto ordinato di un numero x=
3, appartenente all'insieme dei numeri naturali N, per un numero y=3, appartenente allo stesso insieme.
Quando i due insiemi del prodotto cartesiano coincidono, come nel caso dell'esempio, si puo' usare una
notazione abbreviata, con la regola della potenza di un numero , per cui
NxN
=
N2
Nel corso del testo, per stabilire delle semplici relazioni, verranno usate le seguenti simbologie:
-Il simbolo
ε significa
-Il simbolo
V significa "per qualsiasi";
-Il simbolo → significa
"appartiene a";
"implica".
Esempio: le scritture seguenti hanno i significati qui sotto riportati.
a ε D
significa : l'elemento a appartiene all'insieme D;
V a ε D → <interfaccia>
significa : qualsiasi elemento a appartenente a D implica una interfaccia.
Altri esempi di uso di termini provenienti dall' insiemistica ed usati in informatica verra' dato in sede
opportuna, quando necessario nel testo.
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1.2.4 PROBLEMI RISOLTI CON TECNOLOGIE INFORMATICHE
E' importante conoscere almeno in linea di massima i problemi dedicati che attualmente vengono risolti con
tecnologie informatiche, miste con tecnologie elettroniche e con metodologie logico- matematiche.
Le classi fondamentali riguardano essenzialmente problemi di gestione dati in due grandi branche:
-INDUSTRIALI
-GESTIONALI
Le problematiche industriali si dividono in molti rami, tra i quali citiamo:
-controllo di processi costruttivi
-simulazione di sistemi
-progettazione assistita dall' elaboratore (tecniche C.A.D.)
-software applicativo per il calcolo numerico applicato
-installazione di mini e micro sistemi per la soluzione di problemi di Office Automation
-telecomunicazioni digitali per trasmissione delle informazioni
-reti locali di elaboratori
L'area gestionale e' invece relativa a gestioni di dati relativi a procedure di valutazione e gestione aziendale.
In questo ambito riconosciamo, come problemi aziendali risolvibili con l'ausilio di tecnologie informatiche:
-contabilita'
-gestione del personale
-fatturazione
-gestione del magazzino
-analisi e pianificazione aziendale
-previsioni di bilancio
-amministrazione
La formazione che compete ad un tecnico di una di queste branche deve essere tale da metterlo in condizione
di risolvere i problemi che possono presentarsi, nella sua specializzazione, all' interno di una piccola ditta, od
esplicando una libera professione, dove e' presumibile un impiego di piccoli sistemi E.D.P., mentre gli deve
consentire una comprensione immediata ed una possibilita' di affiancamento specializzato verso tecnici con
formazione piu' specialistica (informatici, ingegneri, fisici, esperti di amministrazione) quando invece opera
a livello di media e grande azienda, dove usualmente operano medi e grandi sistemi di elaborazione dati.
In pratica, il tecnico esperto di informatica deve poter svolgere le mansioni di operatore - programmatore di
primo livello, con la possibilita' di operare interventi, nell'ambito di sua competenza, sui sistemi con i quali
lavora.
Per operare questi interventi, e' necessario ricorrere ad altre discipline, che affiancano l'informatica sul piano
operativo.
Per quanto riguarda l'ambiente dell'informatica industriale, ad esempio, viene fatto un largo uso dei risultati
forniti dalle seguenti branche:
-elettronica industriale, per quanto riguarda la progettazione e la manutenzione a livello di componenti del
sistema E.D.P;
-sistemi ed automazione, per l'assemblaggio dei risultati forniti da informatica ed elettronica, allo scopo di
costituire un sistema completo, atto alla risoluzione di un problema industriale;
-scienze matematiche e calcolo numerico, per la messa a punto degli algoritmi e della computabilita' degli
elaboratori.
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ESERCIZI D I COMPRENSIONE DEL TESTO
Determinare quale delle risposte indicate e', secondo voi, giusta:
E1.1 - Un sistema di elaborazione dati deve svolgere le funzioni di:
(a) memorizzazione
(b) elaborazione numerica
(c) memorizzazione ed elaborazione di dati
E1.2 - Un sistema di elaborazione dati ha la stessa struttura di massima di un personal computer:
(a) si
(b) no
E1.3 - Un elaboratore elettronico e' composto da:
(a) tastiera e video
(b) unita' centrale di elaborazione dati
(c) consolle di I/O ed unita' centrale di elaborazione dati
E1.4 - Indicare quale dei due schemi a blocchi in figura 1.2.8 e'esatto, e perche'.
Fig. 1.2.8
E1.5 - La presenza di un microprocessore in un elaboratore significa che:
(a) non e' indispensabile per le attivita' di elaborazione dati
(b) e' indispensabile praticamente per tutte le attivita' del sistema
(c) e' indispensabile per le sole operazioni numeriche
E1.6 - Indicare quali delle seguenti unita' rientrano nella categoria delle unita' di I/O :
(a) un terminale video
(b) una unita' centrale di elaborazione dati
(c) una stampante
E1.7 - Un segnale ha un significato in quanto:
(a) esiste una convenzione che associa al segnale un significato ben preciso
(b) puo' essere pericoloso per chi lo osserva
(c) viene rappresentato con colore rosso o verde
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GUIDA ALL'ESPERIMENTO PRATICO
PROVA PRATICA P.1 : Allestimento di un quadro esplicativo della struttura di un elaboratore elettronico.
OBIETTIVO: Ottenere un quadro murale con cui arredare il laboratorio o la bacheca in cui sono conservati i
lavori pratici.
MATERIALE OCCORRENTE:
-N.1 foglio di cartoncino di dimensioni indicative cm. 70X50;
-Forbici, colla in stick, pennarello con cui effettuare le scritte:
-Carta bianca od in colore chiaro, in strisce di circa cm. 30X10;
-Riviste, giornali o depliant pubblicitari da cui poter ritagliare parti.
SPERIMENTIAMO:
il lavoro puo' essere eseguito da una singola persona, in gruppo o da una intera classe di allievi.
Da una serie di giornali, periodici e riviste utilizzabili per questo uso si ricerchino su articoli o sulla
pubblicita' le parti componenti fondamentali di un sistema di elaborazione dati, ritagliandole con attenzione
ed incollandole sul foglio di cartone per costruire un collage permanente, a modo di "poster", come indicato
schematicamente in fig. 1.2.9.
fig.1.2.9
Si dovra' poi disegnare con il pennarello i collegamenti tra unita' centrale ed altre parti, evidenziando con
cura la direzione di scambio dei dati, mediante frecce direzionali, come fatto per i diagrammi a blocchi (vedi
esercizio E1.4).
Tale lavoro potra' restare patrimonio del laboratorio o della scuola, ed essere usato come mezzo visivo per
illustrare in seguito la struttura di un sistema di elaborazione dati.
Elenco orientativo di foto, disegni ed illustrazioni da reperire (su materiale pubblicitario od articoli
di riviste):
•
•
•
•
•
personal computer, mini computer, desktop, portatili di classe notebook e netbook, tablet,...
stampanti e terminali video
tastiere
mouse, trackball e simili
dischi rigidi interni ed esterni, memorie USB, lettori di CD/DVD
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