Informa(ca e cultura dell’informazione – capitolo 0...

Informa(caeculturadell’informazione–capitolo0–IntroduzioneaSTIC

Cosa è l’Informatica?

•  Un insieme di servizi e computer •  Un insieme di tecnologie per realizzare strumenti e

servizi per manipolare l’informazione. •  La scienza che si occupa dell’elaborazione,

immagazzinamento, e trasferimento dell’informazione

•  A noi interessano tutti e tre gli aspetti

•  Un concetto centrale: informazione

Informa(caeculturadell’informazione–capitolo0–IntroduzioneaSTIC

•  Significato1:[informazione=da(+istruzioni]insiemedeida(sucuioperareedelleistruzioniconcuielaboraretalida(▶ peresempio,nell’operazione1+2sonoen(tàdiinformazioneinumeri1e2el’operatore‘+’

enfasisulladis(nzionetrastruGuraedescrizionedell’operazione▶ chesiscriva“unopiùdue”o“1+2”l’informazioneèlastessa

•  Significato2:[informazione=da(consignificato]ciòchesioOenedaida(acuièstatoaGribuitounsignificato▶ peresempio,inumeri1e2sonosemplicida(;diventanoen(tàdiinformazionesoloquandosistabiliscechesiriferiscono,peresempio,ameleoaportaerei

enfasisulladis(nzionetraformaecontenuto

08/11/16 Informa(caeculturadell’informazione–capitolo0–IntroduzioneaSTIC 3

AdoOamoquiilsignificato1

ObieOvo:diventare‘uten&consapevoli’ecapirecomevieneelaboratal’informazione

Letecnologiedisuccessosocialeproduconostrumen(u(lizzabilianchedachinonneconosceideGaglidifunzionamento,grazieallapresenzadiun’appropriatainterfacciautente(userinterface,UI)


Approccio“dall’altoversoilbasso”(top-down):• aprendoilcoperchiodellascatolasitrovanoaltrescatole• sicon6nuanoadaprirecoperchifinoagiungereallivellodide:agliorichiesto• Informa(onHiding

Approccio“ascatolachiusa”(blackbox):interazioneconlascatola(laUIdellostrumento)enonconilsuocontenuto• lostrumentoèpiùfacilmenteusabile• marischiadiessereso:o(eincer6casianchemal)u6lizzato

equindi,incer(casi…

•  Mol(strumen(sonosta(progeGa(erealizza(pertraGareinformazione:▶ lema(teservonoperscrivere(nonpertrasferiregrafitesucarta)▶ ivioliniservonopersuonare(nonperprodurreondeacus(che)

•  Chedifferenzaconuncalcolatore(computer)?


•  Icalcolatorisonodisposi6viprogrammabili

•  Macosasignificaprogrammabile?

Un sistema programmabile

•  ProgeAs6eprogrammatorimodificanoilcomportamentodelcalcolatoreintervenendosolosullivellosocwareelasciandoinalteratol’hardware

•  Conlostessocomputerfacciamomolte(mol6ssime)aAvitàdiverse•  Comeèpossibile?

•  Diversiprogrammichecodificano,manipolanoedecodificanol’informazioneinmododiverso

Hardware e software

•  Daunpuntodivistamoltogenerale:disposi(vohardwarecontrolla(tramitesocware▶ Hardware:ÈtuGoquantohaconsistenzafisicatangibile.Solitamentecon(enecircuiteriaeleGronica.!  Interminipi:oreschi:“tu:oquellochesipuòrompereamartellate”.

▶ Socware:Insiemedida(eistruzionichesonomemorizzatedell’hardwareeneregolanoilfunzionamento.! SoLwareèunneologismonatoincontrapposizioneahardware.

Cosa è un calcolatore (computer)?

•  Unvelocissimoesecutorediprogrammiperelaborareda(

•  Miliardidioperazionialsecondo,manonhaintelligenzapropria

•  Tu:oquantoelaboratodauncomputerèfru:odell’esecuzionediunprogramma▶ Glistessirisulta6sarebberoo:enu6daunapersonacheeseguissequelprogramma,anchesequestaimpiegherebbesicuramentemoltopiùtempo(edèovviamenteimproponibileinpra6ca)

•  Ilcomputerèl’ogge:opiùstupidomaicostruitodall’uomo!

•  Eresia?


le mele nel cesto

le mele nel cesto

Mal’informazionepuòesserepiùcheindicale…

•  Perrisolverequestoproblema,sipuò:▶ provareeriprovaredireGamentesuglioggeOfisici

▶ usareen(tàdiinformazionecherappresentanol’oggeGofisico,

trovareunasoluzione‘atavolino’eapplicarla!  Regolegeneralieindipenden6dallanaturadeglioggeA


?

•  Laprogrammabilitàdiundisposi(voaOeneallemodalitàconcuiessoges(sceinformazione

•  Nelcasoprecedentesipuò:▶ fareicon(amente

(=operaresenzaunsupportofisico)

▶ fareicon(concartaepenna(=operareconsuppor(passivi)

▶ fareicon(conunacalcolatrice(=operareconsuppor(“rigidi”)

▶ fareicon(conuncalcolatore(=operareconsuppor(“programmabili”)

Chedifferenza?


?

Perges(reinformazione,sioperasuda(medianteistruzioni:


amente supportomateriale

mente

da( X

istruzioni X

calcolatore supportomateriale

mente

da( Xistruzioni:esecuzione

X

istruzioni:controllo

X

cartaepenna supportomateriale

mente

da( X

istruzioni X

calcolatrice supportomateriale

mente

da( Xistruzioni:esecuzione

X

istruzioni:controllo

X

•  Ogniessereumanoelaboraquo(dianamenteinformazioneingrandequan(tàsenzausarestrumen(par(colarmentesofis(ca(

•  DuesituazionipossonorenderedifficilequestaaOvità:▶ quandoilproblemasuperauncertogradodicomplessità▶ quandoènecessarioelaborareinformazioneconpar(colarerapidità

•  Nelcorsodellastoria,l’uomohacreatomol(strumen(ingradodisupportarlonell’elaborazionedell’informazione:▶ strumen(formali(peres.ilsillogismo)checonsentonoditraGareen(tàdiinformazionedotatediunacertastruGura,ricavandonedelleconclusioniperviapuramenteelabora(va▶ strumen(materiali(modelliinscala,galleriadelvento,…),che“materializzando”leen(tàdiinformazionesucuisioperanefacilitanol’elaborazione



•  BlaisePascal(1623-1662)disposi(vomeccanico(ingranaggiaziona(daunamanovella)perl’esecuzionedisommeesoGrazioni

•  CharlesBabbage(1792-1871)macchinaprogrammabile:“analy(calengine”▶ Conistruzionidicontrollopercambiareilflussodiesecuzione▶ Troppoavanzataperlatecnologiadeltempo:troppierrorihardware(ruotedentatediprecisione)▶ Nasceilruolodelprogrammatore:AdaAugustaLovelace

•  Strumen(disupportoallamemorizzazioneIprimistrumen(perilcalcoloeranoplausibilmente,dopoleditadellemani,strumen(facilidatrasportare,segui(poidaoggeOcomeabaco,palloGoliere,etc.

Calcolatoreeprogrammi

•  Ilcalcolatoreèundisposi(voingradodimemorizzareda(eistruzioniedieseguireautonomamentequesteistruzionisuida(adisposizione

•  DiversetecnologiemalastruGurarimanelastessa:▶ calcolatorieleGromagne(ci▶ calcolatorieleGronici▶ schedeperforate

•  Com’èstru:uratoundisposi6vogeneral-purposeingradodielaborarel’informazionesullabasediunprogrammadefinitodall’utente?


•  Uncalcolatoredeveessereingradodi:▶ eseguireistruzionisuda(▶ controllareilflussodell’esecuzione▶ memorizzareida(sucuioperare▶ memorizzaresuccessionidiistruzioni▶ interagirecongliuten(econeventualialtrisistemi

SoGosistemadiinterfaccia

SoGosistemadimemorizzazione

SoGosistemadielaborazione

SoGosistemadiinterconnessione

Haduefunzioni:1.  eseguireleistruzioni2.  controllareilflusso

dell’esecuzione

Comunicaconuten6oconaltridisposi6vi

Memorizzada6eistruzioni

•  Cicloa-f▶ interazionetraunutenteeuncalcolatore▶ esecuzionelocalediunprogrammaoaccessoadocumentazionelocale

•  Cicloa-b-e-f▶ interazionetraunutenteeuncalcolatoreremoto,mediatadaunsecondocalcolatoreinreteconilprimo

▶ esecuzioneremotaodistribuitadiunprogrammaoaccessoadocumentazioneremota•  Cicloa-b-c-d-e-f▶ interazionetrauten(mediatadacalcolatori▶ esecuzionedistribuitaecoopera(vadiunprogrammaoscambiodidocumentazione


a b c

d e f


1.Input:da(eistruzioni

3.Output:da((risulta(

dell’elaborazione)

2.Elaborazione

equindi,ilcalcolatoresipuòintenderecomeunablackbox:

calcolatoreInput Output


Ricevendounarichiestadall’utente,ilcalcolatoresvolgeinsuccessionedueaOvità:

•  controlladiessereingradodiinterpretareilcomando,cioèdiriconoscereilcomandocomecorreGoecorrispondenteaun’azionecheèingradodieseguire

•  seilcontrollohadatoesitoposi(vo,eseguel’azioneassociataalcomandoe,quandorichiesto,presentailrisultatoall’utente

Invecediinviarealcalcolatoreuncomandopervolta,l’utentepuòsceglieredicreareunasuccessionedicomandi(=programma)einviarlaalcalcolatore,cheautonomamenteèingradodiinterpretareedeseguireilprogrammastesso,un’istruzionepervoltaMacomescrivereunprogramma?Comecomunicareconilcalcolatore?


L’utente-programmatoreeilcalcolatoredevonoparlareunostessolinguaggio

Un’opzionepotrebbeesseredi“insegnarealcalcolatore”acomprendere(=interpretareedeseguirecomandiespressiin)unalinguastorico-naturalecomel’italianool’inglese

Vantaggiesvantaggi?

Vantaggi:lingueseman(camentericche,equindisicuramenteingradodiesprimereicomandilinguegiànoteall’utente

Svantaggi:

lingueseman(camentericche,equindiarischiodiambiguitàlinguecomplessedainsegnare/imparare


“Eglividechelabenzinapotevaesplodere”oppure“Eglividequellatanicadibenzinaesplodere”?

Questaquestafraseèambigua? “Hesawthatgasolinecanexplode”


Comando:“nellafrase

l'informatica, che in inglese è detta 'computer-science', è interessante anche se difficile

meOingrasseGolaparolaX”•  X:“è”

!ambiguo:“computer-science”contacomeunaodueparole?

!ambiguo:qualedelledue“è”?

X:“indecimaposizione”


ProviamoastruGuraremeglioiltesto: “se la condizione A è vera esegui l’istruzione B e poi esegui l’istruzione C”

•  !ambiguo:CdeveessereeseguitocomunqueosoloseAèvera?


Comando:“selacondizioneAèveraeseguil’istruzioneBepoieseguil’istruzioneC”•  !ambiguo:CdeveessereeseguitocomunqueosoloseAèvera?

LostessocomandovieneriscriGoinunlinguaggiodiprogrammazionesidisambigua:

if(A) { B; } C;

if(A) { B; C; }

seAèveroeseguiB;inognicasoquindieseguil’istruzioneC

seAèveroeseguisiaBsiaC


Un’opzionealterna(va:•  creareunlinguaggio“diprogrammazione”,dedicatoallacomunicazioneconilcalcolatore

•  Vantaggi:▶ linguaggioprogeGatospecificamente,equindiefficiente▶ linguaggiononambiguo

•  Svantaggi:▶ linguaggioformalizzato,equindistruGuralmentediversodallelinguestorico-naturali▶ linguaggiononnotoall’utente

▶ L’obieOvoquindièscrivereprogrammichepossonoessereinterpreta(dalcalcolatoreedessereusa(perelaborareda(


SebbenesiconsideriabitualmentecheoggeGodelcalcolosononumeri,icalcolatorioperanoanchesuda(nonnumerici,cometes(,immagini,musica…Unproblemadielaborazionedida(nonnumericièriconducibileacalcolonumericoseperprimacosaida(vengonocodifica&nellaformadinumeri

Peresempio,untestopuòessereconver(toinunasuccessionedinumerigraziealCodiceASCII:spazio!32;‘A’!65;‘B’ ! 66; …; ‘a’ ! 97; ‘b’ ! 98; …

equindi:“ciaomondo”!991059711132109111110100111Dataquestacodifica,unproblemacome:trasformareunafrasescrivendoconl’inizialemaiuscolatuGeleparolechelacompongono(percui“ciaomondo”dovrebbediventare“CiaoMondo”)èeffeOvamenteunproblemadicalcolo


SeillinguaggiodiprogrammazioneadoGatocon(eneun’istruzionewords_uppercase(),ilproblemasirisolvesemplicemente:words_uppercase(“ciao mondo”) Altrimen(,èilprogrammatoreadover“scomporre”ilproblemainsoGoproblemipiùsemplici,peresempio:1.iden(ficaleparoledacuilafraseècos(tuita2.perogniparola,meOilsuoprimocaraGereinmaiuscoloDatalasuccessione:99 105 97 111 32 109 111 110 100 111 • laprimaistruzionecorrispondeaindividuarenellasuccessionelesoGo-successionidinumeriseparatedalnumero32• lasecondaistruzionecorrispondesoGrarre32alprimoelementodiognisoGo-successione,Unavoltacodifica(numericamenteida(iningresso,ilproblemavienedunquerisoltomediantesempliciistruzionicome“se…èugualea…allora…”,“somma…a…”,ecosìvia

08/11/16 Informa(caeculturadell’informazione–capitolo1–Ilsistemadielaborazione 28

•  Algoritmo▶ descrizionedellasoluzionediproblemascriGainmododapoteressereeseguitadaunesecutore(eventualmentediversodall’autoredell’algoritmo)▶ sequenzadiistruzionicheoperanosuda(.

•  Programma▶ algoritmoscriGoinmododapoteressereeseguitodauncalcolatore(esecutoreautoma(co)

•  Perscrivereunprogrammaènecessariorappresentareistruzionieda(inunformatotalechel’esecutoreautoma(cosiacapacedimemorizzareemanipolare.

•  ScriviamounprogrammacomesequenzadiistruzioniinunlinguaggioadaltolivellochesonotradoGeinistruzioniinlinguaggiomacchina,cheilcalcolatoreèingradodiinterpretareedeseguire

•  Operiamoadiversilivellidiastrazione•  ConceGocomuneamol(ambi(dell’informa(ca:▶ Sistemiopera(vi▶ Re(

•  Mafinoadovesipuòarrivare?▶ Esistonofunzioninoncalcolabili?▶ Qualisonoilimi(diuncalcolatore?▶ Cherelazionetralecapacitàdicalcolodeidiversicalcolatori?


Unsistemadicalcolomoltosemplice:•  unnastroorganizzatoincelleinognunadellequalièscriGaunabarraonullaeconcodifica“unaria”(1!“/”;2!“//”;3!“///”;…

•  unsistemadileGuraescriGuracheoperainbasearegoledellaforma: seseinellostato...enellacellahaileGo...,

alloranellacellascrivi...,passanellostato... esposta(nellacella...

/ / / / / ……Peresempio,ilnastro:

codificainumeri2e3,eilcalcolodellafunzionex+ysipuòrealizzareinquestomodo:

/ / / / / …… / / / / / ……


Intornoal1930l’ingleseAlanTuringelostatunitenseAlonsoChurchproposerolaseguentetesi:

ognifunzione“naturalmenteconsideratacalcolabile”

ècalcolabiledaunamacchinadiTuringLaconseguenzaèsorprendente:l’insiemedellefunzionicalcolabilièlostessopertuOicalcolatori;ledifferenzedicapacitàtracalcolatorisono:•  quan(ta(ve(=tempodicalcolo)•  enonqualita(ve(=(podifunzionicalcolabili)

ConclusioniDalpuntodivistadelletecnologieeleGroniche,l'informa(caèincon(nuaerapidissimaevoluzione.▶ Aumentalavelocitàdielaborazione▶ Aumentalacapacitàdimemorizzazione▶ Diminuiscelospaziofisicooccupatodaidevice▶ Aumental'interaOvitàcongliesseriumani

DalpuntodivistadellaprogeGazionesocware,l'informa(caèincon(nuaerapidissimaevoluzione▶ Aumentanoiservizielasofis(cazioneconceGualedelleapplicazioni▶ Aumentalafacilitàd'usoel'amichevolezzagraficanell'uso▶ Aumental'interaOvitàcongliesseriumani

Madalpuntodivistateorico,l'informa(caèunascienzastabile▶ IconfiniconceGualiraggiungibilielateoriadell'informazionisonostabili(inmanieraindipendentedallatecnologia▶ LatesidiChurch-TuringfornisceilcriteriofondamentalediequivalenzatramacchineedefinisceilconceGostessodicalcolabilitàdiunproblema

Informa(ca e cultura dell’informazione – capitolo 0...

Documents

Transcript of Informa(ca e cultura dell’informazione – capitolo 0...