Storia e Evoluzione dell'Informatica: Algoritmi, Calcoli, e Turing Machines, Schemi e mappe concettuali di Elementi di Informatica

Scarica Storia e Evoluzione dell'Informatica: Algoritmi, Calcoli, e Turing Machines e più Schemi e mappe concettuali in PDF di Elementi di Informatica solo su Docsity! I primi movimenti nel campo dell’informatica risalgono al 3° secolo a.C. : ● Euclide -> ha stabilito un metodo definito per calcolare l’MCD di due numeri, si tratta di un processo a passi, ovvero un ALGORITMO ( = insieme finito di passi che bisogna fare per raggiungere un obiettivo) che sta alla base della matematica ● 1847 George Boole -> ha inventato l’algebra che porta il suo nome (ALGEBRA BOOLEANA) ed è formata da soli due numeri che sono 1 (vero) e 0 (falso) ● 1936 Alan Turing -> con la macchina di Turing, strumento teorico, ma realizzato meccanicamente, sviluppò la teoria degli algoritmi e della computabilità ● Anni '60 -> si inizia a pensare di “convergenza ICT”, l’esigenza di comunicazione cresceva sempre di più cercando di stare al passo con i tempi (argomento di nicchia) ● Anni ‘70: la tecnologia inizia a diventare un argomento comune a molti (non a tutti) ● 1974: Intel realizza il primo microprocessore commerciale con il quale equipaggia l’Altair 8800 ● 1975: Allen e Gates il 4 Aprile del 1975 fondano la Microsoft ● 1976: Steve Jobs, Steve Wozniak e Ronald Wayne fondarono a Cupertino la Apple ● 1981: primo PC commerciale IBM, ma la paternità del primo PC della storia è universalmente riconosciuta a Pier Giorgio Perotto e all’Olivetti, che fra il 1962 e il 1964 progettarono la P101, una macchina che, sebbene nacque come macchina per fare i conti, aveva molte delle caratteristiche di un PC. Aveva installato MS/DOS, il sistema operativo sviluppato dalla Microsoft: un’accoppiata vincente che ha portato l’ICT a iniziare la diffusione verso il grande pubblico → Spesa per comprare il PC abbordabile, il problema era riuscire a farlo funzionare: Microsoft e Apple cercarono di concentrare i loro sforzi per rendere questo ambiente più “user-friendly” possibile. ● 1984: inizia la commercializzazione del Macintosh di Apple, dotato del sistema operativo MacOS le cui evoluzioni successive portarono al sistema operativo che ancor oggi equipaggia i PC Apple ● 1990: esce Windows 3.1, la versione di Windows (= è possibile lavorare a finestre) che conquista il grande pubblico grazie alla sua interfaccia grafica e al mouse. ● 1991: Tim Berners-Lee, ricercatore del CERN di Ginevra, inventa il World Wide Web sulle basi tecnologiche di ARPANET, la rete finanziata dal Dipartimento della difesa americana nel 1969 ● 1993: il CERN rende pubblica la tecnologia alla base del World Wide Web ● 1995: inizia l’era di internet ● 1995: una libreria on-line, battezzata Amazon, fondata da Jeff Bezos. Dal 1999 evolve verso l’e-commerce e nel 2001 lancia Amazon Marketplace che permetteva ai clienti di acquistare e vendere libri, CD, DVD e altri prodotti nuovi e usati. ● 1998: due studenti dell’Università di Stanford, Larry Page e Sergey Brin idealizzano un algoritmo che mediante lo sfruttamento delle relazioni che esistono fra i siti web migliora enormemente la velocità ed accuratezza delle ricerche sulla rete: nasce Google. L’INFORMATICA Informatica = il nome deriva dalla contrazione di due termini francesi: “informazione” e “automatique” -> “informatique” -> “informatica” IT : information technology, ora usato anche in italiano IT sottintende l’insieme delle tecnologie di elaborazione dei dati e delle informazioni ICT : information and comunication technology, che amplifica il concetto di IT comprendendo anche le tecnologie di comunicazione. È quella più attuale, ed è considerata l’importanza e la diffusione delle tecnologie di comunicazione. SENZA COMUNICAZIONE NON SI FA PIÙ NULLA. DATI E INFORMAZIONI DATO = rappresentazione asettica, oggettiva e non interpretata dalla realtà immediatamente INFORMAZIONE = concezione della realtà che deriva dall’elaborazione ed interpretazione (del pensiero o del computer) di uno o più dati. SISTEMA INFORMATICO = infrastruttura tecnologica che serve per elaborare, memorizzare e trasmettere dati e informazioni. SISTEMA INFORMATIVO = insieme delle applicazioni, delle procedure e delle risorse umane che, utilizzando l’infrastruttura tecnologica sulla quale poggia, consente la produzione e la gestione delle informazioni di un soggetto, un’impresa o un individuo. → un sistema informativo è un insieme di componenti tecnologici interconnessi (integrati) che raccolgono, memorizzano ed elaborano dati e forniscono informazioni in formato digitale. SCHEMA ARCHITETTURALE DI VON NEUMANN Von Neumann modelizzò lo schema logico di funzionamento di un computer, tuttora valido nonostante sia nato a cavallo degli anni ‘40 e ‘50. Questo modello è composto da 3 elementi: 1. un elemento centrale (CPU) = central processing unit -> è l’unità centrale di elaborazione che contiene all’interno l’unità aritmetico logica ALU e l’unità di controllo 2. memoria centrale RAM 3. blocco con i dispositivi di input e output + un quarto elemento che fa da connessione tra i tre elementi. Si tratta del mondo dei “bus” (trasportano) che fanno in modo che la CPU possa ricevere delle certificazioni dall’esterno, si tratta della periferica di input. CPU = cervello dell'elaboratore, permette lo svolgimento di attività anche contemporaneamente, come scrivere su word, ascoltare musica, stampare, ecc…. E’ composta da: - unità logico-aritmetica ALU : esegue calcoli - unità di controllo CU : centrale operativa che organizza l’esecuzione delle istruzioni per la ALU - memoria centrale : organizzata in registri ed è l’area dove vengono memorizzati i dati e le istruzioni per la ALU. E’ una memoria “volatile”, ovvero al termine delle elaborazioni perde il contenuto PERIFERICA DI INPUT è un dispositivo con il quale impartire le istruzioni da eseguire e inserire i dati da elaborare alla CPU. ● Tastiera ● Mouse ● Scanner ● Joystick ● Touchscreen ● Tavoletta grafica ● Penna ottica ● Riconoscitori vocali ● Foto/video camera ● Wearable device (come gli smart watch) ● Strumenti per uso specialistico (come i lettori di codici a barre) PERIFERICA DI OUTPUT è un dispositivo con il quale fruire delle informazioni risultanti dalle elaborazioni. Videoterminali - LCD (Liquid Cristal Display), pixel retroilluminati a fluorescenza - LED, che sono LCD retro-illuminati a LED e consuma meno - OLED, il più recente, dove ogni pixel emette luce in modo autonomo dagli altri - Plasma, un gas, oggi quasi non più usato perché consuma molta energia Stampanti - Termiche (come ad esempio gli scontrini di alcuni POS) - A getto di inchiostro (economica e di buona qualità) - Laser (ottima qualità e con maggiore capacità di lavoro) Sintetizzatori vocali Casse acustiche Proiettori MEMORIA DI MASSA è una memoria «stabile», dove registrare i dati che si desidera conservare fino a esplicito comando di cancellazione (hard-disk). BUS è un canale di comunicazione fra tutte le componenti, si occupa di far circolare le informazioni strutturate in linee: indirizzi, segnali (read/write) e dati. L’UNITA’ CENTRALE ★ SCHEDA MADRE : E’ la scheda sulla quale vengono montate o collegate tramite i bus tutte le componenti dell’unità centrale. ★ CPU : Chiamati più spesso «microprocessori» o «processori», sono «il cervello» del computer. ★ MEMORIA DI MASSA (disco fisso) : Memoria con grande capacità di archiviazione e stabile, ovvero memorizza e/o cancella le informazioni solo dietro comando esplicito (dell’utente o del sistema operativo). ★ MEMORIA CENTRALE : • RAM (Random Access Memory): nella RAM si memorizzano temporaneamente le istruzioni e i dati per l’elaborazione da parte della CPU. E’ molto veloce e il suo contenuto è temporaneo (volatile), ovvero si perde una volta spento il computer. • CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor): contiene il BIOS (Basic Input-Output System) del sistema, che consente al computer di conoscere i parametri e le funzioni basilari per permettergli di avviarsi secondo la modalità desiderata. • ROM (Read Only Memory) sulla scheda madre: contiene un particolare programma, il boot-loader, che legge i parametri nella CMOS e «lancia» il processo di avvio (che si dice «boot» o «bootstrap»). ★ BUS : Sono i canali (cavi, incastri, connessioni) attraverso i quali «viaggiano» i dati e le informazioni fra le componenti del computer. PROCESSO DI AVVIO (foto da caricare) CARATTERISTICHE DI QUALITA’ DEI VIDEOTERMINALI sono 4: 1. DIMENSIONE = si misura in pollici (inch) ed è la lunghezza della diagonale maggiore della superficie utile dello schermo (la cornice non conta). Maggiore è questa misura, maggiore è la dimensione dello schermo. 2. RISOLUZIONE = si misura in punti (pixel, che è il «puntino» che si illumina per formare l’immagine) per pollice (dpi, «dots per inch») o con una sigla che esprime con un prodotto il numero di pixel che compongono la superficie dello schermo. Maggiore è la risoluzione, migliore è la definizione dell’immagine. • VGA (Video Graphic Adapter): 640 X 480 • SVGA (Super Video Graphic Adapter): 800 X 600 • HD (High Definition): 1270 X 720 • Full HD (Full High Definition): 1920 X 1080 • Ultra HD (Ultra High Definition): 3840 X 2160 3. FREQUENZA DI REFRESH = l’immagine viene formata da una invisibile penna ottica che scorre in verticale e «pittura» lo schermo. La frequenza, espressa in Hz (Hertz), indica «quante volte» al secondo lo schermo viene ridisegnato e oltre i 60/70 Hz l’occhio non distingue più il movimento e l’immagine sembra ferma. Maggiore è la frequenza, minore è la fatica dell’occhio. 4. GAMMA DI COLORE = dipende da quanti bit è la codifica del colore per “colorare” il pixel. • gamma a 8 bit: il PC è in grado di colorare un pixel con un massimo di 256 colori. • gamma a 24 bit: il PC è in grado di colorare un pixel con un massimo di oltre 16 milioni di colori (esattamente 16.777.216). La gamma di colore è resa dalla composizione dei 3 colori fondamentali: rosso, verde, blu (Red, Green, Blue o «RGB»). CLOUD COMPUTING Cloud computing = un insieme di tecnologie informatiche che permettono l’utilizzo di risorse hardware e software distribuite in remoto. Il nome “cloud” nasce per rendere l’idea che l’infrastruttura non si sa dove sia fisicamente né come sia strutturata e l’accesso avviene attraverso la rete: sta “sulle nuvole”. Ci sono diversi tipi di cloud: - cloud pubblico -> infrastrutture di proprietà di un provider commerciale che eroga i servizi a più clienti che li acquistano. Amazon AWS, Microsoft Azure, IBM Cloud, Google Cloud Platform, Oracle Cloud Infrastructure, Aruba Cloud sono cloud pubblici. - cloud privato -> piattaforme utilizzate esclusivamente da un’Azienda o organizzazione. Possono essere offerti dai fornitori di cloud pubblico – che riservano una parte della propria piattaforma ad uso esclusivo del cliente – oppure realizzato con le tecnologie disponibili dall’Azienda stessa, installato presso locali dell’Azienda e gestito da proprio personale. - cloud ibrido -> combinano cloud pubblico e privato, in generale in dipendenza dalla tipologia di dati/applicazioni trattate, grazie ad una tecnologia che lo permette. Un’Azienda può decidere di avere applicazioni che necessitano di meno sicurezza e più volumi di operazioni in cloud pubblico e quelle a maggior esigenza di sicurezza e minori volumi in cloud privato. MODELLI DI SERVIZIO 1. Software as a Service (SaaS): le applicazioni sono il servizio che viene fornito all’utente/cliente finale dal cloud provider e da esso utilizzati direttamente. 2. Platform as a Service: il cloud provider fornisce un servizio che sono piattaforme per far funzionare i programmi sviluppati dall’utente/cliente che a sua volta le distribuirà ai propri utenti/clienti. 3. Infrastructure as a Service: il cloud provider fornisce anche l’infrastruttura, come server, sistemi di archiviazione dati (data storage) e connessione di rete. IL SOFTWARE DI SISTEMA Insieme di programmi che interagiscono con l’hardware del computer. Formato da: - SISTEMA OPERATIVO •Assicura il corretto funzionamento del computer. • Permette di eseguire le applicazioni dell’utente • Gestisce le risorse del computer • Presiede alle operazioni di Input/Output - UTILITY • Integrano e completano le funzionalità del sistema operativo: ‐ diagnostici ‐ installazioni/disinstallazioni ‐ driver di periferiche ‐ ……… IL SOFTWARE APPLICATIVO E’ il software che permette all’utente di svolgere attività specifiche, quelle per le quali usa il computer. Si possono dividere in categorie, sulla base di cosa fanno e a cosa servono: ● Produttività personale (es. Microsoft Office) ● Comunicazione (es. Skype, Whatsapp, Telegram) ● Intrattenimento (videogiochi) ● Condivisione e socializzazione (es. Youtube, Facebook, LinkedIn) ● Sviluppo culturale (es. piattaforme di e-learning, musei virtuali) ● Specialistico (es. Autocad, Coreldraw) Si possono distinguere sulla base di come vengono concessi in uso (licenza): ● Commerciale -> la licenza d’uso è in generale a pagamento e l’applicazione viene fornita in formato eseguibile. ● Libero -> viene fornito il sorgente dell’applicazione e concesso a chiunque di poterlo usare, copiare e distribuire. Libero ≠ gratuito, chi lo modifica potrebbe anche decidere di distribuirlo a pagamento (raro, ma non è vietato) ● Privato -> sviluppato da un singolo (o gruppo) programmatore che lo tiene per sé e non lo distribuisce. ● Pubblico dominio -> diffuso gratuitamente in rete, «a disposizione della collettività» ● Open source -> i sorgenti sono liberamente distribuiti per essere modificati ed evoluti da una comunità di sviluppatori che contribuiscono gratuitamente ed il compenso che un utente volesse offrire per il software è su base volontaria Copyleft - con il copyleft un autore concede l’uso, la copia, la modifica e la distribuzione del suo programma, a condizione che venga garantito che i diritti originari dell’opera, primo fra tutti la gratuità, siano mantenuti. Shareware - l’applicazione viene concessa in uso gratuito per qualche tempo, trascorso il quale bisogna pagare una licenza o la si può continuare ad usare con delle limitazioni. Freeware - l’applicazione viene concessa in uso gratuito, ma la proprietà rimane dell’autore. Rentalware - l’applicazione viene concessa affitto con corresponsione di un canone periodico. Ad esempio, Office365, Norton internet security sono rentalware. SVILUPPO DEL SOFTWARE ANNI 50’ ➔ Primi calcolatori programmabili ➔ Linguaggi di 1ª generazione: si programmava scrivendo codice binario ANNI 60’ ➔ Linguaggi di 2ª generazione: più vicini al linguaggio umano, ma ancora simbolici. ➔ Molto vicini all’hardware ANNI 70’ ➔ Linguaggi di 3ª generazione: detti anche procedurali perché venivano eseguiti nella sequenza (procedura) in cui erano stati scritti ANNI 80’ ➔ Nascono i linguaggi di 4ª generazione: sfruttano proprietà grafiche (GUI, Graphical User Interface) e sono orientati agli oggetti: oggetti grafici, aree di schermo, pulsanti di azione, ecc. All’oggetto vengono associate azioni preprogrammate che consentono la riusabilità. ➔ Si sviluppa l’ingegneria del software ANNI 90’ ➔ Nascono i linguaggi orientati al web, all’intelligenza artificiale. Sono i linguaggi di 5ª generazione. I MODELLI DI SVILUPPO Il modello waterfall (a cascata) Declinati in vari modi, ma sostanzialmente analoghi, la realizzazione segue fasi sequenziali: Fase 1 Analisi dei requisiti: si individuano e documentano i requisiti del software che si vuole realizzare: obiettivi, contesto operativo, eventuali vincoli. Fase 2 Studio di fattibilità: capire se vi possono essere criticità tali da rendere non conveniente il progetto, suggerire alternative e/o varianti. Fase 3 Analisi del sistema: se fattibile, si studiano e documentano le funzionalità (cosa farà l’applicazione). Fase 4 Disegno del sistema: suddivisione in moduli, interfaccia utente, come sono fatti i report, ecc.. Fase 5 Realizzazione del sistema: acquisto delle licenze di terze parti da integrare, sviluppo dell’applicazione