Calcolatore (1) - Informatica

#1  Le informazioni utilizzate dagli automatismi per regolare il comportamento delle macchine a cui sono applicati possono essere distinte in due tipi.

#2  1. Informazioni man mano provenienti dall'ambiente o man mano introdotte dall'uomo.

 

Sono informazioni di questo tipo la temperatura T fornita dal termometro e la temperatura TF fissata dall'utente in base alle quali il termostato decide quando accendere o spegnere la caldaia.

 

#3  2. Informazioni già incorporate all'interno dell'automatismo o che, comunque, vengono introdotte all'entrata in funzione di esso, non durante il normale funzionamento.

 

Sono di questo tipo le informazioni che il costruttore ha inserito nel dispositivo del controllo del termostato (sotto forma di circuiti elettrici) e che possiamo rappresentare con il diagramma di flusso a fianco, sotto rappresentato anche in formato testo.

[il termostato è predisposto per una tolleranza di 2°; se ad es. l'utente ha scelto TF = 46°, non appena la temperatura dell'acqua scende al di sotto di 44° il termostato comanda l'accensione della caldaia; non appena, poi, la temperatura supera i 48° il termostato comanda lo spegnimento della caldaia, e così via]

          VIA
           |
  RILEVA la temperatura T
/          |             |
|      T < TF-2 ? ------>
|      si' |         no
|       ACCENDI
|          |
| RILEVA la temperatura T
|          |             |
|      T > TF-2 ? ------>
|      si' |         no
 <----- SPEGNI

 

#4  Vengono chiamate dati le informazioni del primo tipo (le informazioni che durante il normale funzionamento provengono man mano dall'esterno) e programma l'insieme delle informazioni del secondo tipo (le informazioni incorporate o registrate prima dell'entrata in funzione).
    Nell'esempio precedente i dati sono T (fornito dal termometro) e TF (introdotto dall'utente), mentre la sequenza di controlli, cambiamenti di stato di interruttori, … descritta nel diagramma di flusso (e incorporata in un apposito circuito) è il programma.
    Nel caso del calcolo di una radice quadrata mediante una CT, i dati sono il numero battuto dall'utente e il fatto che egli ha premuto il tasto ; il programma è l'insieme dei dispositivi incorporati nella CT con cui, in base ai tasti scelti, viene avviato e realizzato un algoritmo che calcola la radice quadrata del numero (come potrebbe essere quello descritto nel 2° diagramma di flusso della voce funzione(1)).

I programmi che regolano il funzionamento degli automatismi sono ferrei: gli automatismi devono comportarsi senza sbagli e senza improvvisazioni, mentre nel caso dei "programmi" che regolano le attività umane sono spesso permesse varianti, ripensamenti, spazi di autonomia, … (ciò accade anche nel caso del precedimento per calcolare la radice quadrata descritto nel 1° diagramma di flusso della voce funzione(1), in cui viene detto di "considerare un x compreso tra …" ma non è precisato quale x prendere).

#5  Sotto è disegnato un calcolatore, in particolare un personal computer (calcolatore da tavolo d'uso personale, cioè impiegabile normalmente da un solo utente).

   Esso è dotato di un automatismo chiamato unità centrale di elaborazione (CPU) che elabora le informazioni che gli arrivano sotto forma di segnali elettrici digitali [ Codice ]:
•  dalla tastiera (come traduzione dei caratteri battuti),
•  da dischi magnetici, estraibili o fissi (come traduzione di segnali magnetici registrati), o da CD (come traduzione di rilievi letti con un fascio laser),
•  o da altri dispositivi (ad esempio da un mouse, come traduzione di messaggi selezionati sullo schermo).

  Le nuove informazioni, che escono sotto forma di segnali elettrici digitali dalla CPU, vengono poi trasformate:
•  in informazioni alfanumeriche [ Codice ] che appaiono sullo schermo
•  o in segnali magnetici registrati su disco.

#6  I calcolatori sono macchine dotate di programmi incorporati (nella CPU) e in grado di ricevere ed eseguire programmi forniti dagli utenti (attraverso dischi magnetici, via cavo, …). I programmi incorporati sono impiegati dal calcolatore per eseguire le operazioni di base (conteggi e operazioni aritmetiche elementari, codifiche e decodifiche, confronti tra segnali, …) seguendo un ordine che dipende dai programmi e dai dati forniti dall'esterno.

Nota. La distinzione tra dati e programmi non è netta, ma può dipendere dal punto di vista. Ad es. i programmi che l'utente fornisce al calcolatore possono essere interpretati come dati forniti alla CPU.

#7  In gran parte degli impieghi vengono elaborati dati di tipo numerico. Anche quando i dati sono più in generale di tipo alfanumerico il calcolatore li codifica sempre in forma numerica e li elabora utilizzando algoritmi (cioè procedimenti di calcolo). La matematica ha quindi un ruolo fondamentale nella comprensione del funzionamento e nella padronanza dell'uso di un calcolatore.

#8  L'importanza assunta dall'informatica, cioè dallo studio dei principi che regolano il funzionamento e l'uso dei calcolatori, dipende sia dal ruolo insostituibile che il calcolatore ha assunto in tutte le attività per quanto riguarda la archiviazione e la ricerca di informazioni , sia dal fatto che gran parte delle macchine che ci circondano funzionano in collegamento a calcolatori o sono dotate al loro interno di piccoli calcolatori, cioè di una CPU e di qualche dispositivo per introdurre dei programmi.

Esercizi:  testo 1  e  soluzione,   testo 2  e  soluzione,   testo 3  e  soluzione.

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