Fondamenti di Informatica: Sistema Binario, Algebra Booleana e Ricerca Bibliografica, Slide di Elementi di Informatica

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Abilità informatiche e

ricerche bibliografiche

Prof. Davide Albertini [email protected]

Lezione 1

Programma del corso Abilità informatiche

• Origini dell’informatica, Sistema binario, il Bit, Operatori booleani
• Codifica di numeri, testi, immagini, suoni, video e relative memorie occupate, Tipi di file (.pdf, .jpeg, .mp3.)
• Architettura degli elaboratori
• Sistemi operativi, Reti informatiche
• Sicurezza dei dati e copyright informatico
• Algoritmi, Strutture di controllo (if-else, for, while)
• Cenni ai Large language models Ricerche bibliografiche
  • Scrittura di un articolo scientifico, processo di revisione
  • Open access e riproducibilità della ricerca
  • Motori di ricerca bibliografica e archivi digitali (Scopus, Scholar, Pubmed, Psyarxiv, Bioarxiv,…)

Esame L’esame finale prevede lo svolgimento di una prova scritta a risposta multipla della durata di 1 ora, senza l'aiuto di appunti o libri, volto ad accertare l’acquisizione da parte dello studente delle conoscenze e competenze di base dell’informatiche e della ricerca bibliografica. Risulteranno idonei gli studenti che avranno ottenuto un punteggio maggiore o uguale al 60% del punteggio massimo ottenibile.

Accredito esami da carriere pregresse Le richieste devono essere corredate da documenti attestanti il superamento dell’esame, l’ateneo in cui è stato conseguito e il programma del corso. Quest’ultimo dovrà essere sovrapponibile a quello del presente corso. Richieste di riconoscimento di esami già svolti in carriere pregresse devono essere presentate dallo studente stesso direttamente sulla piattaforma Esse3.

Anche se la presenza “invasiva” dell’informatica nella vita di tutti i giorni è un fenomeno relativamente recente, non recente è la necessità di avere a disposizione strumenti e metodi per contare, elaborare dati, «calcolare». Infatti…

• Le prime testimonianze di strumenti per contare risalgono a 30.000 anni fa (es. incisioni su ossa)
• I primi esempi di algoritmi - procedure di calcolo - sono stati ritrovati in Mesopotamia su tavolette babilonesi risalenti circa al 1500 a.C. Tavoletta di argilla babilonese. La diagonale mostra un’approssimazione di √2 in quattro figure sessaggesimali, 1 24 51 10: 1 + 24/60 + 51/60^2 + 10/60^3 = 1.

• Il sogno di costruire macchine capaci di effettuare calcoli automatici affonda le radici nel pensiero filosofico del ‘600. Leibniz concepiva il ragionamento logico come un meccanismo, un insieme di calcoli, immaginando il giorno in cui una disputa tra filosofi potesse essere risolta «calcolando»
• Leibniz e Pascal non solo affrontarono il problema di automatizzare il calcolo logico-matematico, ma si cimentarono nella realizzazione di semplici macchine per calcolare (capaci di effettuare somme e sottrazioni) Pascalina, 1652

• Fu Herman Hollerith, nel 1890, per sveltire i

tempi di rilevazione statistica relativi al

censimento della popolazione degli Stati Uniti, a

sviluppare la macchina a schede perforate.

• Le schede venivano «contate» da una sorta di

pantografo che permetteva diversi tipi di

elaborazioni (totali, medie, statistiche, etc.)

• Tale tecnica presentava tempi di esecuzione

inferiori di due o tre volte rispetto alla lettura

manuale, e si impiegarono poco più di due anni ad

analizzare i dati (contro i 7 anni del censimento

del decennio precedente).

• Successivamente la macchina a schede perforate

venne utilizzata con successo per i censimenti in

Austria, Norvegia e Russia, tanto che Hollerith

decise di fondare una società: la Computing

Tabulating Recording Company che, nel 1923,

divenne l’International Business Machine, o IBM.

Macchina tabulatrice, 1890

Scheda perforata di Hollerith. Si sovrapponeva a ogni scheda, contenente i dati anagrafici, una batteria di aghi retrattili, che venivano o fermati dal cartoncino, o chiudevano il circuito toccando una vaschetta di mercurio. La corrente che passava faceva avanzare uno dei vari contatori.

• Enigma, realizzata dai tedeschi per codificare le comunicazioni militari
• Red Purple, di costruzione giapponese
• Colossus, costruito dagli inglesi per la decifrazione dei messaggi tedeschi, alla cui progettazione e realizzazione collaborò Alan Turing, contribuì alla vittoria anglo-americana sull’Atlantico
• Durante la seconda guerra mondiale, fioriscono i progetti di elaboratori da utilizzarsi per scopi bellici Colossus, 1943

• Invenzione del transistor (1947), dispositivo in grado di amplificare un segnale o agire da switch
• Invenzione dei circuiti integrati (1969), composti da vari transistor, resistori e capacitori interconnessi tra loro e posizionati su un wafer di silicio Transistors Circuiti integrati

Legge di Moore

Vederci lungo “Penso che ci sia mercato nel mondo per non più di cinque computer.” (Thomas Watson, Presidente di IBM, 1943) “Ho girato avanti e indietro questa nazione (USA) e ho parlato con la gente. Vi assicuro che questa moda dell’elaborazione automatica non vedrà l’anno prossimo.” (Editor di libri scientifici di Prentice Hall, 1947) “Nel futuro i computer verranno a pesare non più di una tonnellata e mezzo.” (Popular Mechanichs, 1949) “Non c’è ragione perché qualcuno possa volere un computer a casa sua.” (Ken Olson, fondatore di Digital, 1977) Nel 1976, il New York Times pubblicò un libro dal titolo La scienza nel ventesimo secolo, nel quale il calcolatore veniva menzionato una sola volta e indirettamente, in relazione al calcolo delle orbite dei pianeti.

Informazione Claude Shannon, 1948 I computer utilizzano il sistema digitale binario. Ciò significa che nei loro circuiti le informazioni sono codificate in sequenze di 0 e di 1, ossia sequenze di bit, acronimo di Binary information digit.

Il bit La teoria dell'informazione è basata sulla teoria della probabilità e sulla statistica. La grandezza fondamentale delle teoria dell'informazione è l'entropia, una misura dell'informazione contenuta in una variabile aleatoria. Ad esempio, l’entropia associata al risultato del lancio di una dado è