Informatica per Scienze
Biologiche e Biotecnologie
Anno Accademico 2001-2002
Anno Accademico
2001-2002
Corso di Informatica
Informatica per Scienze
Biologiche e Biotecnologie
Lezione 1 - Intro
Anno Accademico
2001-2002
Corso di Informatica
Scopo del Corso
Permettere un utilizzo del computer che sia cosciente della struttura della macchina,
senza doverne peraltro conoscere i dettagli tecnologici. L'introduzione analizza il quadro
che storicamente porta alla realizzazione degli attuali computer, in modo da chiarire i
concetti alla base del calcolo automatico e rendere maggiormente comprensibili gli
attuali orientamenti dell'informatica. Successivamente si introducono i concetti di
modello e algoritmo. Si inizia quindi ad individuare tutte le componenti logiche di un
computer, le loro funzioni e le loro interazioni, anche in relazione ai sistemi operativi. Un
breve cenno ai linguaggi di programmazione e alle basi dati precede la trattazione delle
interfacce uomo macchina, per giungere all'utilizzo pratico di alcuni pacchetti software
standard.
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Corso di Informatica
Programma del Corso
•
1 - Breve storia del computer
-
•
-
Concetto di modello
Parametri di un modello
Flussi procedurali
Algoritmi
Alcuni esempi
•
Unità centrale
Memoria Centrale
Memorie di massa
Periferiche: stampanti, scanner, modem, etc.
•
Funzione dei sistemi operativi
Principali sistemi operativi: DOS, Linux, MS
Windows, etc.
•
Utilizzo di MS-Word
Utilizzo di Excel
Utilizzo di Powerpoint
9 - I computer in rete
-
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Le interfacce alfanumeriche: interazione tramite
comandi
Le interfacce grafiche: interazione tramite mouse
8 - Uso di pacchetti standard
-
•
La memorizzazione dei dati
Il file system e la sua organizzazione
File sequenziali
Basi di dati gerarchiche e relazionali
Ipertesti e ipermedia
7 - Le interfacce utente
4 - Il sistema operativo
-
Cosa è un linguaggio di programmazione
Codice macchina
I principali linguaggi:
Basic
C
Fortran
Cenni su altre famiglie di linguaggi
6 - Le basi dati
3 - Le componenti logiche del computer
-
•
5 - I linguaggi di programmazione
2 - Algoritmi e modelli
-
•
•
Pascal
Von Neumann
Turing
Eniac
Corso di Informatica
Cosa è una rete di computer
Breve Storia del Computer
Il fine di questa parte introduttiva è dare allo studente un quadro chiaro
di come si è giunti storicamente alla realizzazione degli attuali computer.
In tal modo è possibile chiarire i concetti alla base del calcolo automatico
e rendere maggiormente comprensibili gli attuali orientamenti
dell'informatica.
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Algoritmi e Modelli
Per capire come funziona un computer è indispensabile avere chiaro che il
computer basa il proprio funzionamento su modelli della realtà. Pertanto è
necessario costruire un terreno comune per le parti successive del corso.
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Le Componenti Logiche del
Computer
Questa parte del corso ha il fine di individuare tutte le componenti
logiche di un computer, le loro funzioni e le loro interazioni. Sempre in
questa stessa parte si inizierà a vedere alcuni esempi concreti di
periferiche.
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Corso di Informatica
Il Sistema Operativo
Scopo di questa sezione è dare una precisa idea di quali siano le funzioni di
un sistema operativo, in quanto elemento centrale nel funzionamento di un
computer.
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Corso di Informatica
I Linguaggi di
Programmazione
Si illustrerà la funzione dei linguaggi di programmazione, senza peraltro
scendere in dettagli tecnici. Scopo è solo quello di chiarire come si traduce
un qualunque modello/algoritmo in modo comprensibile alla macchina.
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Corso di Informatica
Le Basi Dati
Occorre capire come si possono organizzare le informazioni su un
computer e come possono essere ritrovate in momenti successivi.
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Corso di Informatica
Le Interfacce Utente
Fondamentale, per chi abbia la necessità di utilizzare un computer, è
capire come interagire con la macchina. Il punto di contatto è proprio
l'interfaccia, che si può presentare in modo estremamente banale come
nel caso delle versioni alfanumeriche o come metafora di una scrivania.
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Uso di Pacchetti Standard
Nozioni di base per garantire la capacità di utilizzare in modo corretto i
pacchetti standard più diffusi.
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Corso di Informatica
I Computer in Rete
Come far cooperare tra loro i computer.
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Informatica per Scienze
Biologiche e Biotecnologie
Lezione 1 - Breve Storia del Computer
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Breve Storia del Computer
•Pascal
•Von Neumann
•Turing
•Eniac
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Pascal
Pascal (Blaise), matematico, fisico, filosofo e
scrittore francese (Clermont, od. ClermontFerrand, 1623 - Parigi 1662).
...progettò una «macchina aritmetica»,
capostipite delle macchine calcolatrici a
ingranaggi, il modello definitivo della quale fu
pronto peraltro solo nel 1652.
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Corso di Informatica
Pascal
Figlio del suo tempo e della passione per
automi e congegni a orologeria pensò che
sarebbe stato utile alla sua quotidiana fatica
di matematico un qualche marchingegno che
facesse i calcoli in vece sua. Nasce
l’arithmétique. Un congegno pieno di
quadranti, ruote dentate e ingranaggi che
girando e combinandosi variamente era in
grado di sommare e sottrarre.
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Dopo Pascal
Dopo Pascal tocca a Leibniz (1646-1716) che si impegna, negli anni che
vanno dal 1670 al 1673, in una sorta di perfezionamento della macchina
di Pascal. Riesce a costruire quella che viene comunemente chiamata la
"ruota dentata di Leibniz" che era in grado di moltiplicare e di dividere
oltre che di sottrarre e sommare.
Un passo fondamentale lo fece Charles Babbage (1792-1871). Babbage
costruisce due diverse macchine. La prima fu la cosiddetta "macchina delle
differenze" che risultò tanto difficile da mettere a punto da portare il proprio
ideatore all'esaurimento nervoso.
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Corso di Informatica
Dopo Pascal
L'idea per la seconda macchina venne
a Babbage da un artigiano francese,
Joseph-Marie Jacquard (1752-1834),
che aveva inventato un telaio
automatico a schede perforate. Tanto
è vero che, suggerisce chi si intende di
lavoro a maglia, un tipo di ornamento
che inconsapevolmente portiamo sui
nostri maglioni si chiama jacquard.
Babbage pensò che la sua "macchina analitica" poteva ben essere
costituita di due parti. La prima doveva eseguire le varie operazioni
aritmetiche, la seconda doveva essere una sorta di deposito in cui
immagazzinare variabili e risposte. Due serie di schede dunque. Una
per ogni parte della macchina.
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Corso di Informatica
Hollerith
Censimento degli Stati Uniti del 1880 disastroso. Herman Hollerith (18601929). Hollerith ebbe la buona idea, per lui, di fondare una società che poi
divenne l'odierna Ibm, ma ebbe soprattutto il merito di inventare uno
speciale punzone che perforava delle schede. In quello che può essere
considerato un ulteriore miglioramento della macchina di Jacquard, le
schede perforate passavano in un apparecchio dotato di una serie di aghi.
Quando un ago incontrava una perforazione, un circuito elettrico si
chiudeva, altrimenti restava aperto.
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Corso di Informatica
Von Newmann
Neumann (John [Johann] von), matematico ungherese naturalizzato
americano (Budapest 1903 - Washington 1957), è considerato uno dei
più geniali scienziati del XX sec. Laureatosi nel 1926, emigrò negli Stati
Uniti nel 1930, dove nel 1933 fu nominato professore di matematica
nell'Institute for Advanced Study di Princeton, dove rimase per tutta la
vita.
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Corso di Informatica
Von Newmann
Se si voleva conservare il parallelismo organismo/automa a ogni livello,
era necessario descrivere la strategia secondo la quale un automa
avrebbe potuto riprodursi senza alcun intervento esterno. Ora è evidente
che un organismo artificiale per potersi riprodurre avrebbe avuto bisogno
di quattro componenti: 1) un settore che si preoccupasse di produrre e/o
raccogliere le materie prime necessarie alla sua esistenza e alla sua
crescita e che elaborasse queste materie nella forma più opportuna; 2)
un settore che raccogliesse le istruzioni necessarie a portare a termine in
modo corretto la produzione, la raccolta e l'elaborazione di materie prime
compiuta dal settore numero uno; 3) una centrale di controllo che
coordinasse e controllasse il lavoro dei settori uno e due; 4) un
programma di più alto livello che sovraintendesse e coordinasse l'intero
processo.
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Von Newmann
A Neumann si deve la ideazione della struttura attuale dei computer,
invariante rispetto al tipo di tecnologia utilizzata per realizzarli.
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Corso di Informatica
Turing
Matematico inglese Alan Mathison Turing (Londra 1912 - Wilmslow,
Cheshire, 1954).
Durante la seconda guerra mondiale sviluppò, insiema a Ian Fleming, la
“Dea Orientale”, macchina in grado di decodificare i codici segreti
tedeschi durante la seconda guerra mondiale.
E di sicuro doveva funzionare abbastanza bene se, per tenere segreta la
sua esistenza, gli inglesi furono disposti a sacrificare addirittura una città.
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Turing
La macchina di Turing è una macchina molto semplice e, soprattutto,
teorica. E costituita da un nastro, simile a una pellicola cinematografica (e
quindi suddiviso in sezioni simili a fotogrammi) che la macchina, per mezzo
di un ingranaggio, può far scorrere avanti e indietro. La macchina può
leggere da questo nastro, scrivere o cancellare. Dobbiamo quindi pensarla
come costituita da un sistema di controllo, da uri unità di lettura e scrittura
e da un nastro infinitamente lungo. Inoltre è necessario stabilire l’alfabeto
che la macchina potrà utilizzare e, alla fine, immaginarla dotata di una
memoria interna (la memoria esterna è il nastro) costituita da un insieme
finito di stati in cui si distinguono lo stato iniziale e uno o più stati finali.
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Turing
•Test di Turing: apre la strada a riflessioni che vanno ben oltre il normale
progetto dei calcolatori elettronici.
•Intelligenza Artificiale.
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Corso di Informatica
Eniac
Ci vollero l'Università di Pennsylvania, e
la fretta che aveva l'esercito durante la
seconda
guerra
mondiale,
per
realizzare il cosiddetto "integratore e
calcolatore numerico elettronico": Eniac
(Electronic Numerical Integrator And
Calculator). Eniac sostituì al relè la
valvola elettronica. Gliene servirono
qualcosa come 18000 e questo diede al
calcolatore un aspetto gigantesco e
misterioso.
Il Primo Computer….
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