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INFORMATICA
INTRODUZIONE ALL’INFORMATICA – contesto storico
Digital humanities : parola nata nel contesto francese e adottata negli ultimi anni in Italia per definire i legami digitali con il mondo umanistico. Quindi, anche gli umanisti possono usare il mondo digitale per il loro lavoro. Questo è possibile solo se si possiedono le basi. Jean FRANCOIS Lyotard, Che nel 1979 scrive La condizione post-moderna. È un filosofo che intuisce il meccanismo. “L’incidenza delle trasformazioni tecnologiche sul sapere sembra destinata ad essere considerevole. Esso ne viene o ne verrà colpito nelle sue due principali funzioni: la ricerca e la trasmissione della conoscenza”. Importante è la dimensione temporale: per esempio, nel quotidiano la nascita di internet e la nascita delle pagine web per noi sono la stessa cosa. È un errore clamoroso che tutti noi facciamo, ma in questo corso capiremo che sono cose diverse e che nascono con una distanza di 20 anni (sono ere geologiche). Nel 1979 Lyotard fa questo pensiero, ma non ha idea del mondo digitale che rivoluzionerà la vita di tutti nei prossimi 15 anni, e quelle trasformazioni tecnologiche di cui ha parlato sono solo qualche televisione. Nella frase, quando parla di “esso” fa riferimento al sapere. Ricerca e trasmissione della conoscenza ce l’abbiamo in tasca, non su un computer; ricerca nel senso che in qualsiasi luogo in cui siamo, anche con connessione satellitare, possiamo trovare informazioni profonde, intere letterature delle più grandi opere della storia gratuitamente accessibili con pochi clic. Gratuitamente, immediatamente con pochi clic. La rivoluzione digitale va profondamente ad influire sul nostro sapere, sulla nostra conoscenza, e quindi non è più possibile fare finta che sia com’era prima. Diamo per scontato che il nostro sapere sia utilizzabile e sfruttabile con la conoscenza che acquisiamo online. Chi ci offre questa conoscenza? Quanto siamo sicuri che le risposte che troviamo online siano veramente reali, concrete e affidabili? Il tema delle notizie non vere online è un tema ancora all’ordine del giorno. Cosa vuol dire oggi usare un motore di ricerca che non dà più collegamenti ma risposte? Ma questa risposta, da dove viene? Siamo sicuri che sia giusta? Com il cambiamento che è avvenuto da qualche settimana a questa parte, il motore di ricerca su dà già la risposta. Chi ha in mano il motore di ricerca indirizza la persona alla determinata risposta. Questo influenza l’utente a seconda delle modalità del linguaggio che l’utente utilizza. Siamo utenti catalogati: il 95% degli utenti su google ha un account Google, che cataloga tutto quello che abbiamo cercato. Se mi chiedo il perché, sarò un utente consapevole. Luciano floridi, uno dei grandi pensatori di questo tempo, in una conferenza disse che si dovrebbe fare una grande classesion contro Google. Questo perché ci dia dei soldi per tutte le informazioni che lasciamo dentro Google. Mondo analogico vs mondo digitale: mostra l’evoluzione del nostro mondo. La macchina da scrivere contro a un word processor. La parola computer è stata usata solo dagli anni 80, prima veniva chiamato calcolatore elettronico. questo nasce per fare i calcoli. L’idea di scrivere con il computer non era mai passata per la testa dei primi inventori del calcolatore elettronico. La macchina da scrivere verrà utilizzata decine di anni anche quando i computer saranno sul mercato. In alcune scuola c’era l’ora di dattilografia: si imparava a scrivere con tutte e 10 le dita. La buona dattilografa riusciva a scrivere con la macchina da scrivere nello stesso tempo con cui apriamo un word processor e stampiamo il foglio. Il computer non nasce per scriverci. La scrittura fluida,
modificandola, copiandola e incollandola, ha rivoluzionato il nostro mondo, la ma macchina da scrivere per certi versi funzionava meglio (non necessitava di elettricità). Le slide del PowerPoint le chiamano slide perché nei primi anni in cui i PowerPoint vengono utilizzati (presentare informazioni a vide) producevano dei file che doveva essere portato dal fotografo che le trasformava in diapositive che poi venivano presentate. Le slide nascono perché i power per dell’epoca non poteva permettersi di essere proiettati da costosi proiettori. Rivoluzione dell’immagine e della fotografia: l’avvento della fotografia digitale ha rivoluzionato completamente il modo di pensare delle immagini. All’inizio, potevano essere scattate solo 36 immagini con una pellicola. Oggi 36 scatti sono anche pochi per un tramonto. È una trasposizione di quello che un computer può fare digitalizzando una serie di informazioni. Questo passaggio diventa clamoroso nella nostra vita quotidiana, in cui la fotografia è un mezzo comunicativo, quello che usiamo di più. È l’intelligenza artificiale che ci crea la musica. Il cartaceo ha una resilienza che gli permette di non andare mai fuori moda. Il libro ha ancora una forza che non si può sostituire in nessun modo. Nonostante ciò, il libro digitale ha mille vantaggi (costo, peso, salvaguardia dell’ambiente). Cambia anche il linguaggio:
- (^) ti sei mai googlato?
- ti mando un vocale di 10 minuti… Se si usano queste frasi all’interno delle canzoni, si presuppone che si abbiano delle basi. Le caratteristiche dell’informazione digitale :
- Flessibilità : l’informazione digitale è possibile modificarla facilmente, senza traccia di cancellatura o cambiamento. Questo incide anche sulla genesi della scrittura. Ad esempio, vediamo negli scritti di Umberto Saba anche le sue cancellature.
- Riproducibilità : è possibile realizzare un numero infinito di copie del file digitale senza usurarlo. Ad esempio, i dischi con la testina continuano ad essere graffiati: si consuma letteralmente, come gli pneumatici di un automobile.
- Ricercabilità : è possibile fare ricerche approfondite anche incrociate su fonti diverse. Il computer ha il testo digitalizzato che trova la codifica testuale. Dal punto di vista della ricercabilità scientifica, rispetto a quella analogica, distrugge i tempi.
- (^) Macchina–dipendenza : per la fruizione è necessario l’uso di una macchina adeguatamente programmata. Per certi versi, questo è negativo. Tutto questo mondo digitale scompare se scompare l’idea di informatica. DEFINIZIONE DI INFORMATICA La parola informatica deriva dalla fusione di due termini informazione automatica. Questi si occupa dello sviluppo e della ricerca nell’automatizzazione dell’informazione, ed è a sua volta un campo della cibernetica, scienza che studia la formazione, la trasmissione, l’apprendimento e l’elaborazione delle informazioni. L’automatizzazione dell’informazione dove sta? L’informatica si occupa di capire come l’automatizzazione può essere sviluppata e creata per ricevere dati in maniera automatica dalla macchina. Questa scienza si occupa di come la macchina da risultati secondo le mie istruzioni ma senza l’aiuto dell’uomo.
il calcolo è astrato dal suo supporto fisico à l’idea dell’intelligenza artificiale appartiene a Turing, si chiede già negli anni ’30/’40 se le macchine potranno mai pensare. Come si concretizza tutto negli ultimi 3 anni della nostra vita? Si è capita una dinamica per cui la macchina riesce a imparare da sola, usando i modelli linguistici, enormi, che solo il web ha potuto creare negli anni: la teoria dunque già appartenente al passato, sull’intelligenza artificiale, è presente nel mondo moderno; c’è l’idea del calcolo astratto ma non c’era il modo per crearlo. Mark 1 – IBM Nel 1944 entra in funzione ad Harvard il calcolatore elettromeccanico (componenti non totalmente elettronici, ma leve e interruttori all’interno) Mark 1 , costruito nei laboratori della IBM (international broadcasting machine?) nel 1943 per scopi bellici. Per la sua costruzione sono stati utilizzati 765. componenti e centinaia di chilometri di cavi. Una volta ultimato occupava una lunghezza di 16m e pesava circa 4 tonnellate e mezzo. Riusciva a sommare due numeri di 23 cifre in meno di mezzo secondo. à durante i periodi bellici c’è sempre un grande aggiornamento delle tecnologie. Una volta, durante un calcolo, Mark 1 cominciò a dare dati errati, dop una lunga ricerca venne trovato un insetto ( bug ) che era rimasto schiacciato dentro un relè (ingranaggio). Da qui il termine bug, che ancora oggi si usa per indicare un errore nell’esecuzione dei programmi. Entra in funzione ad Harvard à è vero che ci sono gli scopi bellici, e che la spinta per certe ricerche ed innovazioni va verso gli aspetti militari, ma vi è sempre l’apparato scientifico di correlo: l’università riceve in comodato d’uso il macchinario, che può essere considerato uno dei primi “computer” della storia. Nel 1946 entra in funzione l’ ENIAC ( Electonic Numerical Integrator And Computer ), finanziato dall’esercito americano prima della fine della Seconda guerra mondiale con l’obiettivo di calcolare i dati balistici della artiglieria americana (non viene finito di costruire in tempo per la guerra). In quegli anni (1944-46) il matematico (ungherese poi naturalizzato americano) John Von Neumann teorizza il funzionamento dei computer moderni. Nasce così nel ’49 l’ EDVAC ( Electronic Discrete Variable Automatic Computer ), la prima macchina digitale programmabile tramite un software basata sull’architettura di Von Neumann; il merito dell’invenzione va anche ad Alam Turing (per l’idea, l’EDVAC, a dispetto della propria memoria finita, era la realizzazione della macchina universale inventata da Turing nel ’36, un computer programmabile nel senso moderno del termine). L’architettura di Von Neumann è fondamentale in quanto è l’architettura di hardware su cui è basata la maggior parte dei moderni compute programmabili: necessitano di una unità d’ingresso, al centro vi è un microprocessore (CPU processore) e alla fine un’unità di uscita (imput, elaborazione, output). Nella parte sottostante dello schema si parla di memorie, che hanno un ruolo inferiore:
- (^) Unità logico-aritmetica – unità di controllo
- Memoria centrale ram – rom
- (^) Memoria di massa – hard disk, CD, DVD… Nel 1950 nasce il primo computer costruito in una serie UNIVAC 1. Pesa 5 tonnellate, la CPU (unità centrale di elaborazione) è lunga più di 5 metri e alta 2,5m. nel 1952 riesce a prevedere il risultato delle elezioni presidenziali americane, il primo exit poll dell’era moderna: intervistano le persone che escono dai seggi, fatte rivotare virtualmente e, su un
campione statistico si ipotizza il risultato. Comincia ad essere costruito in più esemplari, 4/5 in diverse università americane. à non serve sapere tutte le date a memorie per l’esame (solo le più importanti). Nel 1954 viene costruito il primo computer a Transistor (1cm), inventato nel 1947, che sostituisce le valvole termoioniche (in vetro, delicate, costose, fragili e che fanno poco lavoro, 10-15cm) e permette di ridurre enormemente le dimensioni di circuiti elettrici. I suoi inventori nel 1956 ricevettero il premio Nobel. La teoria deriva quasi sempre dalla pratica, ma mancano le componenti che rendano la teoria sufficientemente realizzabile e costruibile. 1956 : viene costruito il primo hard disk (rigido), composto da una pila di una cinquantina di dischi metallici larghi quasi 62cm à 5mb di spazio. 1958 à microchip DEFINIZIONE DI COMPUTER La domanda che si pongono tutti coloro che iniziano a occuparsi di informatica è: che cos’è un computer? Spesso si sente dire che il computer è una macchina intelligente o viceversa completamente stupida. Queste affermazioni equivarrebbero a dire che un ferro da stiro o un televisore è o intelligente o stupido. Tutto ciò in realtà non è vero per il semplice fatto che tutti questi “attrezzi” sono macchine inermi, né intelligenti né stupide, l’unica cosa che distingue il calcolatore elettronico, o computer, dal ferro e dal televisore è il fatto che contiene una enorme quantità di piccoli interruttori (i transistor) ed è programmabile. La duttilità dei computer è il fatto che contengono dei programmi per svolgere i vari compiti, che vanno aggiornati e controllati. Pertanto, definiremo con il termine computer una macchina concepita per l’elaborazione elettronica (solo grazie agli impulsi elettrici possiamo elaborare questo enorme quantitativo di informazioni), automatica e programmabile dei dati. Il computer non è quindi un sistema perfetto che non sbaglia mai: se la macchina sbaglia è perché il programma è sbagliato, ed il programma è stato scritto da un uomo. à definizione da sapere! Automatica = dal greco automatos , significa “che agisce di propria volontà”, “indipendente”. La sua indipendenza sta nel fatto che noi le diciamo di fare una cosa e lei, in modo indipendente, la fa. Quando dico alla calcolatrice 5x5, il risultato viene dato dalla macchina indipendentemente, in quanto segue un percorso logico, un programma, un insieme di istruzioni eseguite in maniera automatica e indipendente. A un certo evento la macchina risponde in modo preciso, seguendo uno svolgimento prescritto, senza l’intervento dell’uomo, e quindi in maniera automatica. Un esempio sono i distributori automatici. La grande differenza tra i normali distributori e i computer sta nel fatto che questi ultimi, disponendo di programmi differenti, possono risolvere problemi distinti (elaborare testi, grafici, numeri…), non dipende direttamente dalla nostra interazione. Il computer invece riesce a dare soluzioni a decine di tipologie di problemi, perché programmata adeguatamente riesce a risolvere infiniti problemi dal punto di vista logico matematico. Problemi diversi = soluzioni diverse = software diversi. LE INFORMAZIONI NEL MONDO DEI COMPUTER: BIT E BYTE Macchina elettronica = per far si che la macchina elaborasse i dati in modo più veloce, concreto, giusto e sicuro si è dovuto utilizzare l’elemento elettronico à l’impulso elettrico è il possibile sistema di identificare e mandare dati al sistema. Grazie agli impulsi elettrici possiamo codificare le
È la tabella pensata agli informatici “preistorici” che identifica la corrispondenza degli interruttori del byte per ogni singola lettera Oltre a bit e byte sono stati introdotti anche altri ordini di grandezza. La comunicazione uomo-macchina si basa sulla codifica binaria, che è al centro il bit (singolo interruttore). I multipli del byte, spesso espressi con 2 (numero delle cifre nel sistema di numerazione binaria) elevato alle potenze di 10 sono (le chiede in esame, “qual è la più grande” detto in modo intrigato):
- 210 byte = 1024 byte = 1 kilobyte = 1 KB
- 220 byte = 1024 Kbyte = 1 Megabyte = 1MB (un milione di byte)
- 230 byte = 1024 Mbyte = 1 Gigabyte = 1 GB (un miliardo di byte)
- 240 byte = 1024 Gbyte = 1 Terabyte = 1 TB (mille miliardi di byte) ⤷ È importante, possibile domanda d’esame. Tutti i dati che usiamo nella nostra quotidianità sono pesati in byte, kilobyte e multipli di questi. 1 minuto di musica = 1MB. I video sono i prodotto multimediali all’interno del mondo informatico che pesano di più. Quindi, in generale, quando si parla di un kilobyte si intende generalmente un valore di 1000 byte, ma se parlate con un informatico si intende un valore di 1.024 byte. Dato che gran parte delle informazioni elaborate da un PC sono numeri o lettere, il byte è stato usato come unità di misura della quantità di dati memorizzati su computer della capacità di immagazzinamento dei dispositivi elettronici. Ci sono 10 tipi di persone: quelli che capiscono il codice binario e quelli che non lo capiscono à nel codice binario, che identifica bit e byte, il numero 10 significa 2: esistono quindi 2 tipi di persone. HARDWARE E SOFTWARE La grande flessibilità del computer deriva dal fatto che coesistono due componenti, una materiale, chiamata hardware , e una logica, denominata software. L’hardware è costituito dall’insieme di parti fisiche da cui è composta la macchina. L’hardware è la parte toccabile, l’insieme delle componenti. Le istruzioni, i programmi eseguibili e i dati, per contrasto con la “durezza” della macchina, rappresentano il software. Questi due componenti sono comunque fondamentali, non possiamo fare a meno di uno o dell’altro, un computer in quanto tale non può vivere solo con uno dei due. La differenza tra hardware e software può essere chiarita con la seguente metafora musicale: se l’hardware può esser considerato alla stregua di uno strumento musicale (la macchina), il software corrisponde alla partitura, mentre l’informazione elaborata, ossia l’output, equivale alla musica eseguita. NB : il file è una struttura logica principale in cui il PC archivia le informazioni, è il singolo elemento informatico più utilizzato ed evidente, e può assumere infinite forme e tipologie (immagini, testo, video, sonori, CAD…). Un programma , o applicazione, è un file che contiene le istruzioni necessarie al computer per svolgere determinate operazioni.
L’HARDWARE
I COMPONENTI DEL PC
Di solito i componenti del PC vengono considerati separando l’unità centrale e le periferiche. L’unità centrale è un involucro (case) che continge i componenti elettronici e i circuiti integrati fondamentali per il funzionamento del computer. Le periferiche sono i dispositivi che permettono al PC di comunicare con l’esterno: possono servire per introdurre dati e programmi (dispositivi di input, come t4estiera e mouse) o per comunicare all’utente i risultati di un’elaborazione (dispositivi di output, come il video o la stampante). Si rifanno alla struttura: imput, elaborazione, output, memoria. Cosa c’è dentro? La scheda madre Il compute è una macchina complessa, le cui funzionalità sono garantite dai vari componenti assemblati nell’unità centrale: schede, circuiti elettrici e cavi. Al primo sguardo si nota la scheda madre ( motherboard ), il componente principale su cui si innestano tutti gli altri, quello che fa da tramite per lo scambio delle informazioni. È un circuito integrato contenente microchip e molteplici elementi come connettori… La scheda madre deve comunicare con l’esterno, quindi anche il computer ha una serie di connettori disposti sul lato sinistro (Della prima foto), per impianti audio, video (3: con l’evoluzione del computer si sono evoluti i vari elementi, per proiettori ad esempio serve quello blu), c’è un buchino per la connessione di rete (che connette il computer direttamente alla rete, è sempre connesso), al centro della scheda madre c’è un riquadro centrale dove va inserito il microprocessore. Nei fissi e in molti portatili le memorie si possono aumentare, mentre in smartphone e tablet non si può aumentare. Foto di una scheda madre con lo sfondo verde à è la scheda madre di uno smartphone. Rispetto all’altra cambiano le componenti, che sono saldate, i colori… La scheda madre si presenta come un grosso circuito stampato di forma rettangolare e contiene: il microprocessore, la memoria RAM e i circuiti che collegano le memorie di massa, il controller. La scheda video e audio e le unità periferiche Il microprocessore (^) – Il cervello del computer Il microprocessore, detto anche CPU ( Central Processing Unit ), è la parte più importante del PC. È un chip integrato che dirige e controlla ogni attività del computer, è la parte più importante del computer, costituito da una piccola piastra di silicio situata sulla scheda madre, saldata o no, sulla superficie sono stati creati milioni di transistor (interruttori che codificano bit e byte) miniaturizzati. È il cervello del computer, da loro passano tutte le informazioni possibili ed immaginabili, sono i veri gestori delle macchine ma hanno una longevità breve, le schede madri dei computer classici possono avere diversi tipi di processore, si può modificarlo. Nei portatili invece è fisso, saldato, non si può modificare ed il sistema non ne prevede un’eventuale sostituzione per bruciamento, si rovina…. Intel costruisce solo microprocessori per computer. La realizzazione di un circuito integrato di dimensione dell'ordine di pochi millimetri, in grado di presiedere e coordinare tutta l'attività della macchina, è stato il contributo fondamentale per la miniaturizzazione dei calcolatori, il miglioramento delle loro prestazioni e, di conseguenza, l'entrata prepotente dei PC nella vita quotidiana. La CPU svolge due funzioni fondamentali:
Fascia di utilizzo Migliore CPU AMD Migliore CPU Intel Ideale per… Produttività Estrema & creator Ryzen 9 9950X ( Core / 32 Thread) Core Ultra 9 285K (24 Core: 8P + 16E) Editing video in 4K/8K, rendering 3D pesanti, compilazione di codice e workstation professionali Gaming Top di Gamma Ryzen 7 9800X3D ( Core / 16 Thread) Core Ultra 7 265K (20 Core: 8P + 12E) Giocare al massimo degli FPS (specialmente a 1080p e 1440p competitivi), simulatori di volo Fascia Media (Gaming & Lavoro) Ryzen 5 9600X (6 Core / 12 Thread) Core Ultra 5 245K (14 Core: 8P + 8E) Ottimo rapporto qualità-prezzo, il classico “sweet spot”, per PC da gaming e 1440p, streaming occasionale ed editing leggero Fascia economica (Entry Level) Ryzen 5 7600 (6 Core / 12 Thread) Core i5-12400F (6 Core / 12 Thread) Build con budget limitato per il gaming in 1080p, produttività da ufficio e navigazione quotidiana A differenza di una CPU (il "cervello" tradizionale del computer) che è progettata per eseguire pochi compiti complessi uno dopo l'altro (elaborazione seriale), una GPU Nvidia contiene migliaia di piccoli core progettati per fare migliaia di compiti semplici simultaneamente (elaborazione parallela). L’addestramento di un IA consiste nel risolvere miliardi di operazioni matematiche identiche (moltiplicazioni di matrici). Mentre una CPU è come un matematico geniale che risolve un’equazione alla volta, una GPU è come un esercito di milioni di studenti di scuola elementare che risolvono addizioni semplicissime nello stesso istante: il secondo vince per velocità pura. Le GPU sono usate in modo preponderante nel mondo dell’IA, in quanto il tipo di lavoro che fa è più adeguato. (non serve sapere la tabella) Possiamo capire le sue funzioni in base a come è suddiviso in due parti: l’unità di controllo (UC, Unit Control) e l’unità logico-aritmetica (ALU). L'unità di controllo ha il compito di controllare le informazioni e i comandi che vengono inseriti nel computer e di tradurli in un linguaggio comprensibile agli altri componenti del computer; è responsabile dello "stoccaggio" delle informazioni e dei comandi nella memoria di lavoro del computer, la RAM (l'analizzeremo più in avanti), e del loro trasferimento dalla RAM alla ALU e viceversa; prevede una decina di istruzioni che la macchina deve gestire tramite il microprocessore: ricevono i comandi dalla parte umana per poi gestirli dalla parte elettronica L'unità logico-aritmetica esegue tutte le operazioni logiche e aritmetiche che vengono passate dall'unità centrale. I BUS (bas) Il microprocessore e gli altri componenti elettrici che si trovano sulla scheda madre comunicano tra loro per mezzo d'impulsi elettrici. Questi impulsi viaggiano attraverso piste di rame tracciate sulla scheda madre stessa che, proprio per la loro funzione di trasporto, si chiamano bus. Se la CPU, per la sua importanza può essere considerata il cervello del PC, i bus rappresentano il sistema nervoso della scheda madre. Il bus centrale (System Bus) mette in comunicazione la CPU con la RAM. A esso sono connessi tutti i bus che collegano la CPU con altri dispositivi di ingresso e di uscita, cioè tutti quei componenti che possono ricevere o inviare informazioni (hard disk, tastiera, monitor, ecc.). serve quindi a muovere i dati e gli impulsi elettrici all’interno della scheda madre, come l’autobus muove noi nella città.
(foto blu di una scheda madre rovesciata, il dietro) L’insieme degli impulsi elettrici che viaggiano sulla scheda madre si muovono sui bus, una serie di filamenti dello stesso colore della scheda, composte da dei fili di rame. La zona più fitta è quella sulla destra, vicino al quadrato che, sull’altro lato, corrisponde al microprocessore. Ci sono decine di filamenti, che per lo più sono rivolti verso la zona alta, composta da due rettangoli puntinati (è la memoria più importante). Il microprocessore ha un rapporto molto stretto di scambio dati tra microprocessore e memoria RAM. Ci sono molti componenti all’interno del computer e diversi BUS che permettono il movimento dei dati. Il BUS di sistema permette la comunicazione tra le diverse unità del calcolatore ed è composto da:
- BUS dati : permette di trasferire dati e istruzioni da/verso la memoria.
- BUS indirizzi : la CPU provvede a trasmettere l'indirizzo di memoria da cui prelevare il dato in caso di lettura, oppure depositarlo in caso di scrittura.
- BUS di controllo : dove transitano le informazioni ausiliarie per la corretta definizione delle operazioni da compiere e per la sincronizzazione tra CPU e memoria. QUANDO NASCE IL PRIMO PC (PERSONAL COMPUTER)? Se l’informatica fosse rimasta quella particolare scienza che ragionava solo sui grandi mainframe costruiti per il calcolo matematico, oggi vivremmo una realtà completamente diversa. Ci troviamo di fronte allo stesso problema riscontrato per definire il primo computer nella storia, ci sono infatti varie opzioni. Olivetti Programma 101 (Italia, 1965): molti storici e appassionati (anche la Simthsonian Institution) considerano la Programma 101, soprannominata “Perottina” (dal nome del suo progettista, l’ingegnere Pier Giorgio Perotto), come il primo vero PC commerciale, prodotto in serie in un enorme quantitativo. Era una macchina da tavolo (non occupava una stanza intera), era programmabile tramite schede magnetiche, aveva una stampante integrata ed era pensata per essere usata da chiunque, non solo da scienziati in camice bianco. Faceva dei semplici calcoli che venivano emessi su uno scontrino di carta. La Hewlett-Packard (HP), che usci poco dopo con il modello 9100, fu costretta a pagare circa 900.000 dollari dell'epoca alla Olivetti per aver violato il brevetto della P101. Questo sancisce legalmente la sua precedenza. Ne vengono acquistati a decine dalla NASA per far fare agli ingegneri spaziali i calcoli giusti per calcolare con precisione le rotte della missione Apollo
Dieci anni dopo, negli anni Settanta del secolo scorso, i computer abbandonano un contesto applicativo prevalentemente tecnico-industriale o militare, per entrare nelle case dei civili, anche se limitatamente a appassionati di tecnologia e hobbisti. Questi primi PC venivano comunemente chiamati "microcomputer": tra questi, vale la pena ricordare nel 1975 Altair 8800 basato su processore Intel 8080, il primo personal computer messo in commercio al costo di 495 dollari e venduto in kit di montaggio dalla Micro Instrumentation and Telemetry Systems (MITS). I pezzi andavano comprati separatamente. 1976 Nasce Apple à Steve Jobs e Steve Wozniak disegnano e costruiscono l'Apple 1, che è principalmente costituito da un circuito su una sola piastra. Prezzo: $666,66 CPU: MOS Technology 6502, 1.023 MHz RAM: 4kb espandibile a 64kb Monitor: b/n 24 linee x 40 caratteri Sistema operativo: nessuno, monitor in ROM. Nelle foto esce solitamente un oggetto di legno, che è stata però costruita da un appassionato di informatica con al suo interno l’Apple 1, che era in realtà una scheda madre: vendevano solo la scheda madre.
L.I.S.A ( Local Integrated System Architecture ): il nome richiama una dinamica familiare, in quanto aveva avuto una figlia illegittima con una donna che non aveva mai sposato e che non riconoscerà se non anni dopo, e la figlia si chiama Lisa. Molte delle innovazioni legate all'interfaccia grafica del Lisa sono derivate dal progetto ALTO della Xerox. Resterà un prodotto destinato all'utenza professionale, ma che ha lasciato il mondo degli appassionati a bocca aperta, con le sue caratteristiche rivoluzionarie. Ne vengono vendute poche copie, ma quello che si porta dentro è straordinario: per la prima volta in un computer commerciale si vede questa interfaccia grafica. Tra una schermata nera dove vanno riconosciuti i comandi, e una schermata grafica dove ci sono immagini e frecce, la seconda si può imparare ad usare da soli: crea un computer che possano usare tutti. In gennaio viene annunciato dalla Apple il personal computer Macintosh. Lo spot pubblicitario viene mostrato alla serata del Superbowl, ed è rivoluzionario, ha una sorta di rivoluzione verso la realtà delle cose, in una dinamica molto chiara che è quella dello stato chiuso e assoggettato. Pensava a rompere lo stato delle cose formato dai computer IBM, che avevano riempito il mercato con prodotti di buona qualità ma con caratteristiche standard. Si tratta finalmente di una macchina interamente grafica, abbordabile come prezzo (2.495 $), anche se più cara di un pc IBM, ma non certo dal prezzo stratosferico del computer Lisa. Il monitor (rigorosamente in bianco e nero) è integrato con la CPU, la tastiera è povera di tasti, ma efficace al tocco, come il mouse, che presenta un solo tasto. L'interfaccia grafica è semplice e completa, simulando una scrivania, con le varie cartelle (in forma di icone), dispositivi di memorie (floppy e disco fisso) e cestino per i documenti da buttare, Viene fornito già corredato di scheda grafica e qualche semplice programma come editor di testi e di disegno. Il successo di Macintosh è indiscutibile; una macchina completamente diversa da tutto ciò che era ed è in circolazione. Questa peculiarità la famiglia dei Macintosh la conserverà per molti anni a venire, diventando in modo incontestabile la macchina prediletta dei grafici e dei compositori editoriali, ma non solo. Il computer diventa quell’elettrodomestico che chiunque può acquistare. Gli altri computer avevano un utilizzo difficile, mentre il Macintosh voleva che anche gli ignoranti potessero utilizzarlo. Senza questo non ci sarebbe stata la diffusione degli smartphone come li consociamo ora, in quanto il mondo professionale usava smartphone particolari rispetto ai telefonini classici (usavano infatti i blackberrie): l’iPhone mostra che chiunque può usare uno schermo touch. Steve Jobs ha avuto delle visioni e i suoi prodotti hanno rivoluzionato la storia dell’approccio all’informatica. Il Macintosh, contrariamente a tutti gli altri personal computer, è una macchina chiusa. Utilizza un suo hardware fatto apposta, un suo sistema operativo concepito ad oggetti e una serie di programmi e linguaggi di sviluppo completamente autonomi dagli altri computer. Persino la scrittura su dischetti floppy non risulta compatibile. Questa caratteristica proteggerà APPLE, ma la penalizzerà per molti anni, fino a quando sentirà anche lei la necessità di aprirsi al resto del mondo, consentendo lo scambio delle informazioni. I suoi sistemi operativi non sono quindi diffusi ad altri marchi. I modelli dei computer Apple si sono via via, nel tempo, uniformati agli standard hardware presenti sul mercato abbandonando in parte la politica del Think Different ; tutti i sistemi di input e output sono diventati da molto tempo standard e dal 2006, con l'introduzione di processori INTEL (non prodotti esclusivamente o quasi, come succedeva con Motorola e IBM) la Apple ha ottenuto una maggiore reperibilità dei componenti, ad un prezzo più concorrenziale e con prestazioni migliori. Inoltre, da
questo momento il cuore dei Mac diventa lo stesso cuore di molti PC basati su Windows; questo comporta la possibilità di avviare Windows anche sui Mac. Bill Gates capisce che il sistema Apple funziona perfettamente ma deve essere usato su altri marchi: inventa quindi Windows, creando dei software per far funzionare i computer, sulla farla riga di Apple: ha la genialità di capire che dovrà funzionare su tutti i computer che non sono Apple. Creando windows e Microsoft ha un’intuizione quasi maggiore di Steve, fa usare alle persone i computer i modo facile come Apple creando però uno standard uguale per tutti. Windows sarà lo standard che diventerò la base di tutti i computer del mondo, che costavano ¼ rispetto ai computer Apple. Il 10 novembre 2020 è stato presentato Apple M1, la nuova CPU della Apple che sgancia nuovamente i sistemi Apple da Intel. LA MEMORIA RAM La RAM ( Random Access Memory , o memoria ad accesso casuale) è la memoria principale, o memoria centrale, del computer. Si tratta di un dispositivo in cui vengono caricati dati e programmi nel momento in cui devono essere elaborati: bisogna capire a fondo il sistema con cui il dispositivo lavora. Ci sono tre tipi di memoria (RAM, ROM e di massa). Gli acronimi possono venir chiesti all’esame. à acronimo da sapere Quando si chiede al computer di eseguire un programma, il processore estrae dal disco rigido una copia, la "parcheggia" temporaneamente nella memoria RAM e quindi lì la esegue. È quindi lo spazio di esecuzione dei nostri programmi. Immaginando la RAM come la propria scrivania, quando si studia vi si mettono sopra molte cose: lo spazio per le cose posso mettere è limitato, e la memoria RAM funziona allo stesso modo: finché c’è spazio posso metterci sopra le cose, quando finisce devo sostituire gli elementi; scrivania più grande =posso metterci più cose. La quantità di memoria RAM è cruciale per il buon funzionamento del PC: quanto maggiore è la RAM, tanto meno frequentemente la CPU (il cervello) deve rivolgersi alle cosiddette memorie secondarie (disco rigido, CD-ROM) per lavorare. C’è un altro aspetto importante: la memoria RAM si svuota quando il computer si chiude. I dati, però, restano nella RAM soltanto finché il computer è in funzione. Quando si spegne il computer, la RAM si svuota. Il sistema operativo e tutti gli altri file verranno prelevati dal disco rigido e caricati di nuovo nella RAM quando sarà riacceso. Tutto quello che elaboriamo con la macchina non è mai salvato. Qualsiasi operazione che facciamo sul computer e che non salviamo con un comando preciso e definiti va persa se il computer si spegne o si blocca. Il processore sfrutta la velocità della RAM per elaborare dati e informazioni nei tempi più rapidi. La RAM, infatti, è molto più veloce di qualsiasi altro supporto: se per estrarre un dato da un disco rigido sono necessari alcuni millisecondi (1 millisecondo è uguale a millesimo di secondo), per compiere un'operazione analoga della RAM di sistema bastano qualche decina di nanosecondi ( nanosecondo è uguale a un miliardesimo di secondo). à questa parte di slide ha lo sfondo blu Il lavoro di salvataggio non si poteva fare all’interno del microprocessore, in quanto non ha memoria e perché usare le memorie di massa per un’elaborazione diretta sarebbe impossibile a causa della loro lentezza. Più veloce è la RAM, più veloce sarà il computer. Costano anche di più. Di quanta RAM ha bisogno il mio computer?
Il BIOS, inoltre, interfaccia i meccanismi di Input/output del PC e fornisce altri servizi di sistema, tra cui la gestione della tastiera, del disco, della stampante, delle comunicazione e della data. È proprio nel corretto funzionamento del BIOS che si sono concentrate le maggiori preoccupazioni relative al Millennium Bug : effetto particolare. Grazie al BIOS vengono mantenute sempre attive data e ora nella memoria ROM: il 31/12/1999 un grosso numero di computer avevano ancora la data pensata su sei cifre (31/12/99) per sfruttare al massimo la memoria disponibile à nessuno aveva pensato che il giorno dopo sarebbe stato lo 01/01/00, e che per tutte le macchine che pensavano così sarebbe stato il 01/01/1900: si è creato un problema per esempio nelle banche, dove ci si trovavano 100 anni di interessi… Il Millennium Bug suscitò un tale interesse che a livello di opinione pubblica si pensò che i computer sarebbero impazziti; in realtà non accadde nulla in quanto tutti i BIOS si aggiornarono, e da quel momento i computer hanno date basate su 8 cifre. La memoria ROM si può quindi aggiornare e modificare,e contiene un software importante. Ora però non c’è più il BIOS, in questo particolare caso da Windows 8 il sistema nella ROM si chiama UEFI ( Unified Extensible Firmware Interface ). à acronimo da sapere. UEFI è stato sviluppato come successore del BIOS, in modo da superare i suoi limiti. Va quindi considerato come una sua evoluzione. Caratteristiche:
- consente ai produttori di integrare nel firmware della scheda madre applicazioni e nuove funzionalità, fra cui strumenti per la diagnostica e il ripristino dei dati, servizi di crittografia e gestione dei consumi.
- riduce, anche drasticamente, i tempi di caricamento del sistema operativo, quindi, supporta forme di avvio quasi istantaneo.
- Introduce un'interfaccia grafica efficace, facile da usare e in grado di supportare le risoluzioni video permesse dalle moderne schede grafiche Più o meno da Windows 8 in poi, tutti i BIOS delle schede madri di PC desktop e laptop sono stati sostituiti da UEFI. Pur chiamandosi UEFI la maggior parte delle persone lo chiama BIOS, ciò accade anche con il Modem, che non si chiama più così. Qual è il primo programma che si avvia nel computer? BIOS (acronimo), o UEFI (acronimo) à domanda che può capitare nel test finale. LE MEMORIE DI MASSA Poiché la memoria RAM è soltanto temporanea (una «memoria volatile»), dati e programmi per non essere perduti devono essere salvati su memorie permanenti, le memorie di massa. Le più importanti e diffuse memorie di massa sono il disco rigido (hard disk), le memorie flash e i CD e DVD-ROM. Flash e CD DVD-ROM sono i supporti più adatti al trasporto di dati e per la lettura di software commerciali. Il disco rigido rappresenta il principale dispositivo per la memorizzazione dei dati. Sono tante e diverse, e pur avendo le stesse finalità sono caratterizzate da componenti spesso molto diversi tra loro. Hanno come fine memorizzare i nostri dati. IL DISCO RIGIDO /HARD DISK È un'unità molto capiente in cui dati programmi possono essere archiviati proprio come in un grande magazzino di stoccaggio. Disco rigido è la traduzione letterale dell'inglese hard disk. Anche disco fisso è utilizzato come sinonimo, dato che un hard disk è un dispositivo che non si estrae facilmente dal computer. Il termine disco rigido sta diventando sempre più d'uso comune rispetto a disco fisso, l'hard disk è uno dei pochi componenti del personal computer che presenta componenti meccanici oltre che a
elettronici. Da qualche anno questo componente non è del tutto dismesso ma sta, abbastanza lentamente, lasciando il passo a un’altra forma di memoria di massa (SSD). Rappresenta l’80% dei computer al mondo. Ha delle caratteristiche che non lo rendono più il più appetibile ma ha fatto la storia e viene usato quando sono imporranti affidabilità e durevolezza. Sono superati in quanto ultimo componente del computer che al suo interno ha ancor auna parte meccanica: gli hard disk al loro interno hanno dei piattelli e delle testine che si muovono ad alta velocità per scrivere e cancellare i dati sulla superficie stessa dei piattelli, con un movimento meccanico (Rotazione dei piattelli e muoversi delle testine: può interrompersi a causa di usura, urto, mal funzionamento come tutti i componenti meccanici, che hanno un taso di rottura più alto di quelli puramente elettrici). L'hard disk è alloggiato su un lettore (drive) ed è costituito da una serie di dischi o piattelli impilati l'uno sull'altro, che ruotano a velocità molto elevate. Su ogni faccia di ciascun piattello vi è una testina magnetica che legge e scrive i dati. Le testine sono tutte fissate sul medesimo supporto e quindi si muovono sempre tutte insieme. NB: Le testine magnetiche sono in grado di leggere e scrivere i dati su ogni piattello del disco rigido senza toccare la superficie (data la velocità di rotazione, se toccassero la rovinerebbero immediatamente) perché "galleggiano" su un cuscino d'aria microscopico, creato dalla rotazione dei dischi. Questa scrittura e riscrittura continua dei dati rischia, non solo nei vecchi dischi, di creare delle frammentazioni di informazione. Il disco rigido è chiuso in un contenitore sottovuoto e visto dall'esterno di una scatola grigia, sul retro della quale si trovano due connettori: uno per l'alimentazione e l'altro per il cavo piatto del bus, adibito alla trasmissione dei dati. La parte inferiore della scatola è costituita da un circuito stampato, o piastra logica, in cui sono situati i componenti elettronici che controllano il movimento dei dischi de delle testine. NB: Le informazioni sono memorizzate sul disco rigido "per cilindri": prima è riempita una determinata traccia (per esempio la numero 10) e poi, dal momento che la testina sono posizionate sullo stesso cilindro, tutte le restanti tracce di quel cilindro. Finché un cilindro (per esempio il decimo) non è stato riempito completamente, la testina non si può spostare su un'altra traccia e quindi su un altro cilindro. A lungo andare, la continua scrittura e riscrittura di informazioni sulla superficie dei dischi porta alla loro frammentazione, cioè al memorizzare informazioni che dovrebbero essere vicine in posti molto lontani tra loro: ciò creava un rallentamento nel recupero dei dati, in quanto la testina deve spostarsi fisicamente da un punto all’altro. Questo criterio semplifica le operazioni di lettura e scrittura, perché le informazioni correlate si trovano sullo stesso cilindro e comunque su cilindri successivi, facilitando il lavoro delle testine. Se si cancellano delle informazioni l'ordine di memorizzazione dei dati viene alterato perché negli spazi vuoti saranno registrate altre informazioni non collegate alle precedenti, costringendo così le testine a muoversi avanti e indietro alla ricerca dei frammenti di file durante le operazioni di lettura. Per riordinare il disco rigido sono disponibili dei programmi appositi, chiamati programmi di ottimizzazione o deframmentazione che permettono di riunire le informazioni secondo i criteri più utili per il lavoro delle testine e quindi migliorare le prestazioni del disco rigido. Questi hard-disk stanno lentamente andando fuori produzione ma sono attualmente venduti e utilizzati: gli aspetti negativi sono che sono più lenti e fragili, ma a livello economico la quantità di GB e TB è il più basso attualmente esistente nel mondo dell’informatica à sono gli apparati del mondo dell’informatica più economici e duraturi sul mercato.
è affermata, superando i CD e ai DVD come unità preferita dai consumatori per il trasporto fisico di dati. Sono affidabili? Bisogna comprare prodotti di qualità, dipende dai componenti al suo interno (lo stesso discorso vale per gli SSD, che non sono solo da valutare per la quantità di memoria ma anche per la velocità di trasferimento dei dati). Salvo situazioni particolari, prodotto di qualità = prodotto che costa almeno il 20/30% in più rispetto a quello di base. La standard USB Universal Serial Bus, letteralmente porta seriale universale, le caratteristiche principali sono la velocità di trasferimento dei dati; è lo standard che permette il trasporto di dati universale. Per anni i computer hanno usato dei connettori proprietari (ogni computer aveva attacchi diversi, ogni sistema aveva il suo alimentatore, cavo…), ad un certo punto ci si è messi d’accordo. Progettato nel gennaio 1996 ed entrato nei primi prodotti commerciali nel 1997 oltre a migliorare la funzionalità Plug and Play, consentendo così di collegare e scollegare periferiche senza dover riavviare il computer, USB ha definitivamente rimpiazzato tutte le interfacce precedenti (porte seriali e porte parallele sono un valido esempio). Ha la funzionalità del plug and play, quando viene inserita ciò che contiene viene riconosciuto in automatico. Le prime chiavette USB avevano 16MB.
- Le porte USB bianche sono USB 1.0 o USB 1.1;
- Le porte USB nere sono USB 2.0 (standard dal 2000 in poi);
- Le porte USB blu sono USB 3.0 (standard dal 2008 in poi);
- Le porte USB rosse possono essere USB 3.1 (standard dal 2015). Cambia quindi il tempo che utilizzano, per esempio, per trasferire dati. Il problema è che avendo una chiavetta, ad esempio, blu andrà inserita su una porta blu, sennò usando una porta diversa lo standard sarà meno pratico. I CD-ROM I CD-ROM (Compact Disk - ROM), simili ai CD utilizzati per le incisioni musicali, sono supporti ottici per la memorizzazione dei dati. Mentre i dischi magnetici possono essere scritti e cancellati moltissime volte, i CD-ROM, dopo essere stati registrati una prima volta, possono essere utilizzati soltanto per la lettura delle informazioni memorizzate. Hanno una durabilità elevata, ci sono CD- ROM con dati di 36 anni fa ancora leggibili. La nostra storia digitale sta diventano molto importante, e se vogliamo salvaguardarla dobbiamo attivare delle dinamiche di salvataggio dei dati. Qual è la storia della nascita dei Compact Disc? La loro genesi è musicale. La progettazione del CD musicale nella sua struttura definitiva è stata realizzata da Philips in joint venture con Sony e fu presentato per un pubblico di soli addetti ai lavori l'8 marzo 1979, la musica, in bit e byte viene registrata sul piattello. Le due aziende decisero di portare il formato definitivo del Compact Disc a 120 mm e di raggiungere una capacità massima (in minuti) di 74' e 33", che corrisponde alla durata della Nona sinfonia di Beethoven. Il primo album su Compact Disc è stato commercializzato nel 1982 e da allora l'ascesa del supporto è stata rapidissima, con un totale di 400 mila pezzi venduti già nel 1983 e più di 200 miliardi di pezzi
venduti in tutto il mondo nei primi 25 anni! In precedenza, i dischi in vinile dopo molteplici utilizzi si rovinavano e non si potevano più utilizzare. NB: Sul CD-ROM le informazioni digitali (i bit) sono codificate come incisioni (pit) sulla superfice del disco. Un sottile raggio laser legge le scanalature presenti sulla superficie come un alternarsi di 0 e 1, a seconda della direzione del riflesso di luce: non si usurano, in quanto il raggio laser non tocca la superficie, che non si rovina. I CD-ROM, che non sono sensibili ai campi magnetici, costituiscono un supporto di memorizzazione molto affidabile e di elevate capacità (circa 700MB, tantissimi per quegli anni), che permette di distribuire grandi quantità di informazioni. Anche i CD però sono delicati: graffi e polvere possono ostacolare la lettura delle informazioni, fino a compromettere l'integrità dei dati memorizzati. Entrano in commercio perché diventa necessario un supporto di memoria superiore ai floppy disk, e nel momento in cui gli informatici se ne rendono conto (prima erano esclusivamente per la musica) decidono di usarli NB: Una volta scritti, tendenzialmente non si possono modificare. Esistono anche supporti ottici riscrivibili: i CD-R (Recordable) , letteralmente CD registrabili, e i CD-RW (Rewritable) , CD Riscrivibili. Per scrivere su questi supporti sono necessari speciali apparecchiature chiamate masterizzatori. I masterizzatori per CD-R permettono di scrivere i CD una volta sola mentre i masterizzatori per CD-RW possono riscrivere i CD più volte, i CD-RW hanno un substrato più leggero che si poteva facilmente riscrivere. L’EDITORIA MULTIMEDIALE L'introduzione dei CD-ROM negli anni Novanta (1995) ha propiziato la nascita di una vera e propria industria dell'editoria multimediale. Nel ’95 internet è ancor auna nicchia, usata da pochissimi con pochissime connessioni. Perché devo comprare un computer? Lo prendono in primis nerd, videogiocatori…, inizialmente non è necessario in quanto non è presente ovunque la connessione a internet. Uno dei piccoli nuovi impulsi all’utilizzo del computer è l’editoria multimediale, che nasce grazie ai CD (come il Duecento e Dante della Zanichelli, in un solo posto erano contenute tutte le opere del Duecento, si poteva fare ricerca nei testi…). Si comprava in computer per avere un’enciclopedia intera dentro ad un dispositivo: vi era la Encarta’95 della Microsoft. Non serviva internet. Sono stati prodotti CD-ROM che contengono migliaia di opere letterarie di centinaia di autori (coprendo secoli di letteratura), intere enciclopedie (con immagini e filmati), corpora di leggi e sentenze, opere educative e dizionari multilingue. Nello spazio ridotto di alcuni CD-ROM è possibile avere le informazioni contenute in migliaia di libri. Senza contare che le operazioni di ricerca sono molto pil semplici: per trovare la notizia o il brano che state cercando è sufficiente digitare una parola chiave, un titolo, una data o il nome dell'autore. I DVD-ROM à possibile domanda in esame Apparentemente solo la scritta " DVD-Video " distingue un DVD ( Digital Versatile Disk , versatile perché si capisce immediatamente che questo tipo di memoria sarà utilizzato sia dal mondo del cinema sia da quello dell’informatica) da un CD, ma in realtà questo supporto ha una capacità molto maggiore di immagazzinare dati, cambia la densità dei dati, che sono più sottili e vicini: può contenere l'equivalente di circa sette CD-ROM: 4,7GB ma anche più.
