Riassunti di informatica applicata alle discipline umanistiche, Appunti di Reti informatiche

Scarica Riassunti di informatica applicata alle discipline umanistiche e più Appunti in PDF di Reti informatiche solo su Docsity! INFORMATICA UMANISTICA o digital humanities : Il grande cambiamento dell’informa2ca si ebbe solo dopo la seconda guerra mondiale. Per informazione in formato digitale si intende quella che può essere manipolata da un computer. I conce; di base del mondo digitale sono assolutamente elementari, ovvero alla portata di tu;. Gli elabora2 sono cos2tui2 da un insieme di circui2 ele?rici che conoscono solo due possibili sta2: acceso (corrente) o spento (senza corrente) . Sebbene é molto difficile definire in maniera rigorosa questo conce?o di informazione, é possibile provare a definire un conce?o specifico di informazione, e vedere poi se, e in che misura, il conce?o così definito può essere usato. L'uso in campo informa2co del termine digitale non si riferisce solo al fa?o che l'informazione è rappresentata in forma numerica, ma che è rappresentata in forma numerica sulla base di una codifica binaria e dunque a?raverso il “BIT” (numero binario o binary digit). Il bit è la quan2tà di informazione fornita dalla scelta di due alterna2ve diverse considerate come egualmente probabili. Possiamo dire, così, che l’informazione è associata al conce?o di “SCELTA”. Il sistema binario è chiamato così perché u2lizza un codice comprendente solo due simboli: 0 e 1 ; ogni numero binario può essere trasformato in codice binario ma 0 e 1 restano uguali. I da2 binari sono facilmente rappresentabili all'interno di un computer, pensando ad esempio a un computer che controlli lo stato del nostro scaldabagno, rappresentandolo a?raverso una cella di memoria contenente 1 e 0 per “acceso” e “spento” (questa cella corrisponde a 1 bit di informazione). Una situazione di questo genere ci presenta una scelta fra due alterna?ve, in cui l’interru?ore dello scaldabagno ha anche la funzione di rappresentare lo stato in cui esso si trova. Ricordiamoci che più numerose saranno le alterna2ve a nostra disposizione, maggiore sarà il contenuto informa2vo della nostra scelta. Ogni numero decimale può essere trasformato in un numero binario combinando fra loro in maniera ordinata un numero maggiore di 0 e 1: il 2 é rappresentato dalla combinazione 10, il 3 da 11, il 4 da 100 e così via. La nostra rappresentazione dei numeri superiori a due sarà cioè o?enuta combinando fra loro un numero via via maggiore di 0 e 1, proprio come facciamo per quanto riguarda il sistema decimale. Questo rapporto è dato da una funzione: la funzione di elevazione a potenza (2^n dove n è il numero di bit a mia disposizione). Per riuscire a fare l’operazione inversa e di conseguenza sapere quan2 bit mi servono per rappresentare quel numero di scelte u2lizzo la funzione logaritmica (es: LOG in base 2 di 256=8). Volendo definire il conce?o di informazione digitale, lo colleghiamo con il termine “DIGIT” (cifra o numero) e quindi lo iden2fichiamo con l'informazione in formato numerico. Byte: è l'unità di misura dell'informazione, corrispondente a 8 bit. Dai numeri al testo : Un testo è una successione di caraFeri ed i cara?eri di base (quelli dell’alfabeto) sono in un numero che varia col variare delle lingue ma è comunque un numero finito e ristre?o. Quindi dobbiamo stabilire una tabella di corrispondenza fra i cara?eri da un lato e numeri binari dall’altro, inserendo anche tu?o ciò che potrebbe interessare il testo come: la punteggiatura, la dis2nzione tra maiuscole e minuscole, le cifre numeriche, gli spazi ecc. Una tabella di questo 2po si chiama “tabella di codifica dei caraFeri” e per molto tempo la codifica di riferimento è stata la codifica “ASCII” (American Standard Code For Informa2on Interchange) a 7 bit che dis2ngueva 128 cara?eri. Oggi, invece, la tabella più usata è la cosidde?a “ISO la?n 1” a 8 bit che dis2ngue 256 cara?eri. L’ISO ha lo scopo di promuovere lo sviluppo della standardizzazione internazionale al fine di facilitare lo scambio di beni e servizi e di sviluppare la cooperazione nelle sfere dell’a;vità intelle?uale, scien2fica, economica e tecnologica. Il primo dei cara?eri di questa tabella corrisponderà, quindi, al numero binario 00000000, il secondo a 00000001 e così via fino ad arrivare all’ul2mo che sarà 11111111. Ricordiamoci che se il numero binario che codifica un determinato cara?ere é più corto di o?o cifre, di farlo precedere da tan2 0 quante sono le celle?e rimaste vuote (esempio: il numero 10 sarà rappresentato con 00000010). Il sistema decimale viene chiamato così perché ha dieci simboli, è formato, a differenza di quello binario, da numeri che vanno da 0 a 9 e, di conseguenza, è possibile avere ben 10 scelte diverse. Sia quello decimale che quello binario hanno in comune il fa?o di essere tu; e due dei sistemi posizionali. Bisogna ricordarci che ogni numero ha un determinato significato in base alla posizione che assume. Es: scomponiamo il numero 347 Cen2naia Decine Unità 3=10^2= 100 4=10^1= 10 7= 10^0= 1 Quindi 300+ 40+ 7= 347 Ricorda: qualsiasi numero elevato a potenza di 1 da come risultato se stesso; e qualsiasi numero elevato a 0 da come risultato 0. Ora facciamo lo stesso esempio con il sistema binario: prendiamo come esempio il numero 5. 5=101 1= 2^2= 4 0= 2^1= 2 1= 2^0= 1 Quindi 4+ 0+ 1= 5 Oltre al sistema binario e decimale troviamo anche quello oFonale (8) e esadecimale (16). Per quanto riguarda quello esadecimale è formato sia da i 10 numeri decimali, sia dalle prime 6 le?ere dell’alfabeto. Ricorda: tante più cifre ho a disposizione nel mio sistema, tanto più breve e corta sarà la sequenza dei numeri. CODIFICA DEL TESTO: in generale troviamo ben 4 2pi diversi di informazione: • Informazione testuale; • Informazione audio; • Informazione audio visiva; • Informazione iconografica o visiva. PRINCIPIO FONDAMENTALE DELLA DIGITALIZZAZIONE: cercare di trasformare piccoli scalini (ovvero i numeri) in qualcosa di con9nuo. Ad esempio per digitalizzare un’immagine il primo passo da compiere é quello di sovrapporre all’immagine analogica una griglia fi;ssima di minuscole celle?e. Bisogna ricordarci, che il formato binario, è qualcosa di astra?o. Leibniz fu il primo a teorizzare questo formato, ben prima che i calcolatori diventassero realtà. Per lui il calcolo binario si presenta par2colarmente bene a perme?ere lo studio delle proprietà dei numeri e delle successioni di numeri. Vedeva nella notazione binaria “ un’immagine della creazione, povero dell’origine delle cose da dio e dal nulla”. Questo sistema binario si sposa perfe?amente con la rappresentazione tramite dei CIRCUITI ELETTRONICI, che a seconda dello stato che viene trasmesso, che può far passare due tensioni • Verde • Blu I quali rappresentano il modello chiamato “RGB” questo sistema viene chiamato anche sistema di sintesi addi?va. IL PESO DELLE IMMAGINI: un immagine di 100 pixel per altezza e 100 per larghezza peserà 10 mila pixel. In questo contesto dobbiamo parlare di due problemi fondamentali: • Memorizzazione • Trasmissione, che potrà essere risolto con il fenomeno della compressione, che sfru?ano complessi algoritmi matema2ci per ridurre il numero di bit necessari alla sua rappresentazione. Si divide a sua volta in due 2pi: • Senza perdita (prendo un ogge?o informa2vo, lo comprimo, lo decomprimo e abbiamo sempre lo stesso ogge?o) • Con perdita (perdo un po’ di qualità della foto per riuscire ad o?enere maggiore spazio). All’inizio vengono tol2 dei de?agli che non sono visibili all’occhio umano. Il formato più diffuso per la compressione delle immagini é il J-PEG. Oltre alle immagini bidimensionali troviamo anche le immagini veForiali, che sono composte da una serie di funzioni matema?che che descrivono delle curve. Vengono u2lizzate per rappresentare maggiormente grafici o loghi pubblicitari. • Ricorda: in queste immagini non troveremo mai la presenza di pixel. Un esempio di queste immagini ve?oriali sono i PDF. Come abbiamo già de?o prima, per rappresentare il colore abbiamo la possibilità di usare due sistemi di sintesi: • Sintesi addi?va • Sintesi soFrabva u2lizzata per la stampa in quadromania (4 colori). Questa sintesi prende il nome CMYK che sta a indicare i 4 colori ( ciano, Magenta, giallo e nero). Un’altra differenza tra le immagini digitali e la stampa é il 2po di risoluzione. Per essere visibilmente ni2da deve avere una certa percentuale di pun?, chiama2 DPI ( DOT PER INCH) Per la stampa deve averne 300, mentre per quelle digitali 72. CODIFICA DI AUDIO : Nell’audio c’è uno sviluppo temporale. Un’onda sonora può essere rappresentata in vari modi ma la più comoda è a?raverso la FUNZIONE che può essere divisa in pun2 piccoli, iden2ficando i valori sugli assi del piano cartesiano e ques2 valori sono dei numeri. La successione di ques2 valori ci fornisce la rappresentazione numerica e la digitalizzazione dell’onda sonora. La produzione di nuove copie di un brano in formato digitale non implica una perdita di qualità, mentre sappiamo che nel campo dell’ analogico ogni passaggio di copiatura introduce disturbi e distorsioni che comportano un peggioramento della qualità sonora. Con questo metodo introduciamo il conce?o di CAMPIONAMENTO in cui la funzione viene divisa in regioni piccole da poter essere considerate come se si tra?asse di singoli pun2. Consiste nell'estrarre campioni da un segnale variabile, in corrispondenza di istan2 di tempo successivi. Quindi, vengono preleva2 dei campioni rappresenta2vi del dato mul2mediale ad intervalli regolari di tempo. LA FREQUENZA DI CAMPIONAMENTO è la misura espressa in hertz del numero di volte al secondo in cui un segnale analogico viene misurato e memorizzato in forma digitale. Frequenza di campionamento = campione per secondo. Maggiore è la frequenza di campionamento, più accurata sarà la descrizione. COMPACT DISC Il compact disc, abbreviato con CD è un 2po standardizzato di disco o;co u2lizzato in vari ambi2 per la memorizzazione di informazioni in formato digitale. Waveform Audio File Format WAV è un formato contenitore senza perdite che memorizza file audio non compressi. un documento in formato WAV fornisce una qualità audio o;male, anche se consuma il maggior spazio di archiviazione rispe?o ad altri forma2 audio. I file WAV non compressi, se paragona2 ad altri forma2, sono di grandi dimensioni, quindi la condivisione di ques2 su internet è rara. Tu?avia è un 2po di formato comunemente usato, in quanto ada?o per archiviare file audio di alta qualità, per l'uso su sistemi in cui lo spazio su disco non è un vincolo. I file wav possono essere codifica2 con una grande varietà di codec per ridurre la dimensione dei file (per esempio i codec GSM o MP3). Questa tabella serve a comparare la qualità audio e il ?po di compressione di file monofonici dei vari codec disponibili per i file: Formato Bitrate 1 Min = Esempio 19 025 hz 32 bit float 6,1 mb/s 374784 kb CODIFICA DI VIDEO: Digitalizzazione dei filma2, cioè di immagini in movimento con l’accompagnamento sonoro. Un filmato non è altro che una successione di fotogrammi accompagna2 da una banda sonora. Per la digitalizzazione del video si considerano le due operazioni già viste precedentemente, ma con un numero di bit di gran lunga maggiore per la codifica, in base a 5 fa?ori: 1) lunghezza del filmato 2) Risoluzione grafica (se è bassa è più quadre?ata) 3) Il numero di colori u2lizza2 (se sono pochi l’immagine è meno realis2ca) 4) Numero di frame al secondo (se è basso avremo il filmato a sca;). 5) Qualità del suono (frequenza di campionatura). FRAME o FOTOGRAMMA : ciascuna delle singole immagini ferme impresse in una pellicola fotografica che compongono un'immagine in movimento. I filma2 vengono memorizza2 in un file come sequenze di immagini, ognuna trasformata in una serie di numeri, e occupano molto spazio. In Windows il formato standard per i filma2 è il formato AVI (Audio Video Interleaved). 44 025 hz 24 bit PCM S16 LE 1,4 mb/s 86016 kb CD musicale standard 11 025 Hz 16 bit PCM 176.4 kbit/ s[10] 1292 kB[11] 11k16bitpcm.wav 8 000 Hz 16 bit PCM 128 kbit/s 938 kB 8k16bitpcm.wav 11 025 Hz 8 bit PCM 88.2 kbit/s 646 kB 11k8bitpcm.wav 11 025 Hz µ-Law 88.2 kbit/s 646 kB 11kulaw.wav 8 000 Hz 8 bit PCM 64 kbit/s 469 kB 8k8bitpcm.wav 8 000 Hz µ-Law 64 kbit/s 469 kB 8kulaw.wav 11 025 Hz 4 bit ADPCM 44.1 kbit/s 323 kB 11kadpcm.wav 8 000 Hz 4bit ADPCM 32 kbit/s 234 kB 8kadpcm.wav 11 025 Hz GSM6.10 18 kbit/s 132 kB 11kgsm.wav 8 000 Hz MP3 16 k 16 kbit/s 117 kB 8kmp316.wav 8 000 Hz GSM6.10 13 kbit/s 103 kB 8kgsm.wav 8 000 Hz Lernout & Hauspie SBC 12 k 12 kbit/s 88 kB 8ksbc12.wav 8 000 Hz DSP Group Truespeech 9 kbit/s 66 kB 8ktruespeech.wa v 8 000 Hz MP3 8 k[12] 8 kbit/s 60 kB 8kmp38.wav 8 000 Hz Lernout & Hauspie CELP 4.8 kbit/s 35 kB 8kcelp.wav Bertrand Russell Vincitore di un premio nobel e conosciuto per il “paradosso di Russel”. Paradosso di Russel: Secondo la teoria ingenua degli insiemi, qualsiasi collezione definibile è un insieme. Sia R l'insieme di tutti gli insiemi che non sono membri di se stessi. Se R non è un membro di se stesso, la sua definizione impone che deve contenere se stesso, e se contiene se stesso, allora contraddice la sua stessa definizione come l'insieme di tutti gli insiemi che non sono membri di se stessi. Questa contraddizione è il paradosso di Russell. Gottlob Frege Friedrich Ludwig Gottlob Frege; i suoi contributi includono lo sviluppo della logica moderna nel “Begriffsschrift” e il lavoro sui fondamenti della matematica. Begriffsschrift è solitamente tradotto come scrittura di concetti o notazione di concetti; il titolo completo del libro lo identifica come "un linguaggio di formule, modellato su quello dell'aritmetica, per puro pensiero”. Alan Turing Uno dei più grandi geni del ventesimo secolo, nato a Londra nel 1912, è considerato uno dei padri dell'informatica e un matematico dalle incredibili capacità. Capacità che mise al servizio della sua nazione (l’Inghilterra) durante la seconda guerra mondiale. Il lavoro di Turing fu decisivo per decifrare il codice nazista Enigma. La seconda parte della vita di Turing fu molto tragica, era gay e, nel 1952, quando si trovava all’università di Manchester e aveva 39 anni, fu arrestato con l’accusa di “grave oscenità e condotta indecente” per via della presunta relazione omosessuale con un altro uomo. Secondo una legge britannica in vigore dal 1885 l’omosessualità era  un reato abbastanza grave da meritare il carcere. Turing non finì mai in prigione poiché accettò, come alternativa alla reclusione, di sottoporsi a un continuo controllo e soprattutto alla castrazione chimica, mediante un anno di somministrazioni di estrogeni. La terapia rappresentò per lui una tragedia umana e lo devastò sia dal punto di vista psicologico che fisico, provocando un crollo della  libido e anche  la crescita dei seni. L’8 giugno 1954 (a soli 41 anni) Turing fu trovato misteriosamente morto nel letto di casa sua accanto a una mela morsa. La causa della morte fu avvelenamento da cianuro, e la mela mezza mangiata sarebbe stata contaminata con il veleno dallo stesso Turing. Enigma : la macchina con la quale durante la seconda guerra mondiale i tedeschi decifravano i messaggi militari più delicati. È stato ampiamente utilizzato dalla Germania nazista durante la seconda guerra mondiale. I tedeschi credevano che l'uso della macchina Enigma consentisse loro di comunicare in modo sicuro e quindi di godere di un enorme vantaggio nella seconda guerra mondiale. La macchina Enigma era considerata così sicura che anche i messaggi più segreti venivano codificati sui suoi circuiti elettrici. Enigma ha un meccanismo a rotore elettromeccanico che rimescola le 26 lettere dell'alfabeto. Per usarlo, una persona inserisce il testo sulla tastiera dell'Enigma e un'altra persona annota quale delle 26 luci sopra la tastiera si accende ad ogni pressione di un tasto. Il meccanismo del rotore cambia i collegamenti elettrici tra i tasti e le luci a ogni pressione di un tasto. La sicurezza del sistema dipende da una serie di impostazioni della macchina che sono state modificate quotidianamente durante la guerra, sulla base di elenchi di chiavi segrete distribuiti in anticipo. La stazione ricevente deve conoscere e utilizzare le impostazioni esatte impiegate dalla stazione trasmittente per decrittare con successo un messaggio. (Altrimenti il messaggio non può essere decifrato). Mentre la Germania ha introdotto una serie di miglioramenti a Enigma nel corso degli anni, non hanno impedito alla Polonia di rompere la macchina prima della guerra, consentendo agli Alleati di sfruttare i messaggi codificati da Enigma come una delle principali fonti di intelligenza. la composizione fondamentale della macchina Enigma: – abbiamo innanzitutto i rotori, cioè i dischi riportanti le 26 lettere dell’alfabeto, con fili incrociati all’interno cosi che le lettere su una faccia risultino scambiate sull’altra. La loro posizione reciproca era segreta e costituiva una vera e propria chiave di cifratura. L’elenco delle chiavi di decriptazione ovvero le posizioni di partenza dei rotori (che doveva cambiare ogni giorno) era contenuto in volumi distribuiti mensilmente a tutte le unità coinvolte; – la batteria di 4.5v; – il pannello delle lampadine; – il plugboard, ovvero il pannello a spine multiple al quale venivano collegati cavi che permettevano di incrociare alcune lettere (fino ad un massimo di 13), aumentando quindi il numero di combinazioni da analizzare da parte di un eventuale crittanalista nemico. Test di Turing Il test di Turing consiste essenzialmente nel rispondere alla sua domanda iniziale: “Can machines think?”. Per rispondere a questa domanda Turing la riformulò nei termini di un gioco, che chiamò 'gioco dell’imitazione'. Questo gioco viene effettuato da tre persone: un uomo(A), una donna (B) ed un interrogante. Quest’ultimo viene chiuso in una stanza, diviso dagli altri due, i quali sono da lui conosciuti con i nomi X e Y. Scopo del gioco è che l’interrogante capisca chi sia l’uomo e chi sia la donna, facendo delle domande ai due. Affinché nulla possa aiutare l’interrogante a capire chi sia l’uomo e chi la donna, le risposte verranno dattiloscritte. Lo scopo di A è quello di ingannare l’interrogante, lo scopo di B è quello di aiutarlo. Il test di Turing si basa sulla convinzione che una macchina si sostituisca ad A, e nel caso in cui l’interrogante non si accorgesse di nulla, la macchina dovrebbe essere considerata intelligente, dato che sarebbe indistinguibile da un essere umano. Per macchina intelligente Turing ne ritiene una che sia in grado di pensare, ossia capace di produrre idee e pensieri concatenati tra loro e di esprimerle. Per Turing quindi si riduce tutto alla produzione di espressioni non prive di significato. Ci sono dei film che trattano questi argomenti come: Matrix, Enigma, Doctor who, Breaking the code, ecc. APPROFONDIMENTO SULLA MACCHINA DI TURING: é una macchina astratta per effettuare delle computazioni. É astratta perché ha delle caratteristiche che la rendono impossibile da rappresentare in modo concreto, poiché é formata da un nastro, divido in cellette, potenzialmente infinito. Ogni celletta può essere vuota o può contenere un simbolo, appartenente all’alfabeto determinato. L’alfabeto più elementare é quello composto da 0 e 1. A completare il nastro c’è una testina, che può muoversi a destra, a sinistra, può leggere il contenuto del nastro, ma può anche scrivere o cancellare i simboli. É composta da una serie di stati: • Stato iniziale: I (stato in cui si trova la macchina quando la testina é posizionata sul primo simbolo della stringa dei caratteri= fase di INPUT) • Stati intermedi: IN (fase in cui la macchina effettua le sue computazioni) • Stato finale: F (quando la macchina da il risultato finale= fase di OUTPUT) RICORDA: la macchina può occuparsi solo di un determinato problema: abbiamo la macchina che si occupa delle addizioni, delle sottrazioni e delle divisioni. Per quanto riguarda le divisioni abbiamo il dividendo e il divisore: se il divisore é 0 l’operazione non si può effettuare. Di conseguenza avrò bisogno di due stati finali: • uno stato in cui il dividendo e il divisore possono essere messi in relazione con l’operazione; • se il divisore e uguale a zero, avrà bisogno di un’altro stato finale in cui viene mandato un messaggio di ERRORE. Ogni macchina di Turing ha delle regole, che sono formate dalla compilazione degli elementi prima elencati. Ogni regola é composta da 5 elementi: • Lo stato in cui si trova la macchina • Il simbolo letto dalla testina • Il nuovo simbolo che dovrà scrivere la testina • Lo spostamento che dovrà compiere la testina • Lo stato che dovrà assumere (La struttura delle regole é INVARIANTE) Esempio: I,0,1-> IN IN,1,0-> IN IN,1,0-> IN IN,0,1-> IN IN, _,_ la testina rimane ferma (freccia all’ingiù), F Quando incontro una celletta vuota termina la mia computazione e passo allo stato finale. Per rappresentare la macchina di Turing esistono diversi simulatori fisici, che però non possono rappresentarla completamente, in quanto manca la capacità di poter inserire le nuove cellette e renderla potenzialmente infinita; poiché qualsiasi risorsa utilizzata prima o poi finirà. É molto più vantaggioso, allora, utilizzare le rappresentazioni al computer, che ci permettono di vedere il funzionamento concreto di una macchina. • STRISCIA PALINDROMA: si può leggere sia da una parte che dall’altra (esempio: 101). Se la stringa non sarà palindroma, la macchina darà il segnale alt reget. Questa macchina fa una sorta di movimento a pendolo, muovendosi e spostandosi da sinistra a destra, fino a quando non arriverà al centro: solo così potrà capire se il simbolo a sinistra sia uguale a quello di destra. Erano previsti tre differenti tipi di schede: una tipologia era riservata alle operazioni matematiche, una per le costanti matematiche e il terzo tipo serviva a caricare e salvare i dati. Nel 1990 esce un romanzo di fantascienza steampunk scritto da William Gibson e Bruce Sterling. È spesso indicata come l'opera che ha dato inizio al filone dello steampunk. I principi ispiratori delle storie cyberpunk di Gibson e Sterling sono applicati ad un'età vittoriana alternativa, nella quale Charles Babbage è riuscito nell'ambizione di costruire un avanzato computer meccanico (la macchina analitica, evoluzione della macchina differenziale che da il titolo originale al romanzo), anticipando di oltre un secolo la rivoluzione informatica. Molti credono che la rivoluzione digitale comincia nel secondo novecento, in realtà non è così poiché alcuni concetti importanti vengono sviluppati molto prima : addirittura dal 1679 ,l’anno in cui il filosofo tedesco Leibniz scrive un’appunto di poche pagine che si chiama “De progressione Dyadica” (15 marzo 1679). In questo appunto viene scoperto e fondato il “Calcolo Binario”, è un testo che possiamo dividere in 3 parti: la prima è mostrare come numeri a base 10 si possono rappresentare attraverso numeri binari cioè sostanzialmente attraverso lo zero e l'uno possiamo rappresentare qualunque altro numero; In secondo luogo Leibniz mostra come fare operazioni con i numeri binari e quindi dà un'idea molto chiara di come i numeri binari possono essere utilizzati anche per fare delle operazioni di calcolo. Il terzo elemento è : Il calcolo binario può essere realizzato da una macchina formata da fori che possono essere aperti o chiusi : aperti in corrispondenza degli 1 e chiusi in corrispondenza degli 0. Attraverso i fori aperti, piccoli cubi o sfere di marmo possono cadere in appositi canali, mentre, attraverso i fori chiusi non cadrà nulla. Lo zero e l’uno bastano per rappresentare la realtà. Leibniz decide di utilizzare un meccanismo di rappresentazione in cui per ogni concetto non è usato un solo numero caratteristico ma 2 : uno positivo e uno negativo. Quello positivo rappresenta le caratteristiche positive dell'idea del concetto e quello negativo rappresenta le caratteristiche che lo rendono incompatibile con altro e nel momento in cui noi cerchiamo di mettere insieme per esempio quadrato - rotondo se la rappresentazione numerica è fatta bene secondo Leibniz troveremo nel numero caratteristico negativo di quadrato c'è un fattore primo che ritroviamo tra i fattori primi positivi di rotondo o viceversa, cioè c’è un’ incompatibilità che manifesta immediatamente a livello numerico attraverso un numero positivo da una parte e un numero negativo dall’altra. Dio fa un calcolo numerico di massimizzazione della componente positiva del mondo possibile e di minimizzazione della componente negativa. ”Per trarre tutte le cose dal nulla basta l’Uno”; Così è scritto su una medaglia intitolata “ Imago Creationis”, disegnata da Leibniz nel XVII secolo per celebrare la sua scoperta del sistema binario. Leibniz è il fondatore dell’idea dell’onnipotenza rappresentativa del digitale. La tappa successiva è intorno alla metà dell'ottocento parlando di un altro dei protagonisti della rivoluzione digitale ante litteram “Charles Babbage” , con lui Ada Lovelace che ha un ruolo importantissimo. Babbage è uno scienziato e matematico inglese che lavora inizialmente sull'idea di macchina differenziale e poi di macchina analitica, cioè sull’idea di una macchina da calcolo che rispetto alle tradizionali calcolatrici meccaniche che già esistevano ha un’ innovazione molto importante cioè lavora sulla base di programmi e lavora sulla base di una distinzione tra l'unità di calcolo (quella in cui si macinano informazioni e si esegue il programma) e la memoria da cui vengono presi i dati ed in cui vengono riportati i dati. Computer : Per quanto riguarda i contributi fondamentali dell’informatica, oltre a Turing, Babbage e Lovelace, troviamo “John Von Neumann”. John Von Neumann, è generalmente considerato come uno dei più grandi matematici della storia moderna e una delle personalità scientifiche preminenti del XX secolo. Noto per la sua “Architettura”. È il modello concreto di una vera macchina mentre quella di Turing è astratta. L'architettura di Von Neumann è una tipologia di architettura hardware per computer digitali programmabili a programma memorizzato, la quale condivide i dati del programma e le istruzioni del programma nello stesso spazio di memoria. La memoria centrale è lo spazio fisico in cui vengono immagazzinate le informazioni e le istruzioni che compongono i programmi. La CPU (Central Processing Unit) è il “cervello” del computer e lavora copiando informazioni in formato binario dalla memoria ai registri, leggendo il valore che trova nei registri, e se necessario modificandolo in base alle regole previste dal programma che sta eseguendo e trasferendo di nuovo nella memoria, il valore eventualmente modificato. Alcuni registri contengono i dati su cui la CPU sta lavorando, altri contengono le istruzioni da seguire e un altro contatore, che controlla l’ordine in cui vengono eseguite. Molte istruzioni di programma hanno bisogno dell’intervento di un particolare componente della CPU, cioè la ALU (Unità aritmetico – logica), che compie le principali operazioni aritmetiche e logiche. Nelle operazioni logiche i simboli 1 e 0 rappresentano rispettivamente vero e falso. Un altro personaggio molto importante per l’informatica è George Boole, un matematico e logico britannico, considerato il fondatore della logica matematica. L'algebra di Boole (anche detta algebra booleana), in matematica e logica matematica, è il ramo dell'algebra in cui le variabili possono assumere solamente i valori vero e falso (valori di verità), generalmente denotati rispettivamente come 1 e 0. I valori dell’algebra booleana sono tre operatori logici fondamentali: : -AND che corrisponde alla nostra e (congiunzione) -OR che corrisponde alla nostra o (disgiunzione) -NOT che è la negazione And e or sono due operatori binari, cioè prendono due valori e ne restituiscono uno. Not è un operatore unario in quanto prende solo un valore e ne restituisce solo uno. AND: È il prodotto logico. È un operatore binario quindi prende due valori rappresentati dalle proposizioni A e B che possono assumere rispettivamente i valori di 0 e 1 o di vero e falso. Abbiamo quattro casi possibili rappresentati tramite “La tabella della verità” , cioè un’enumerazione tabulare di tutti i possibili valori delle variabili indipendenti ( X ) e dei corrispondenti valori delle variabili dipendenti ( Y ) di una funzione. Nell'algebra booleana la tabella delle verità consente di rappresentare un’espressione logica. In una tabella della verità sono rappresentate in colonna tutte le possibili combinazioni di valori che possono assumere le variabili logiche (variabili booleane). Nelle prime due colonne di sinistra della tabella sono mostrate le possibili combinazioni di valore delle variabili logiche A e B. Nella colonna più a destra viene mostrato il risultato dell'espressione logica A ∧ B (A and B). In questa espressione logica le due variabili booleane A e B sono collegate tra loro dall'operatore logico AND. L'operatore logico AND restituisce come risultato 1 ( vero ) soltanto nel caso in cui entrambe le variabili logiche sono VERE. Quindi, l'espressione logica A ∧ B assume il valore 1 soltanto quando entrambe le variabili A e B hanno un valore pari a 1. In tutti gli altri casi l'espressione A ∧ B è falsa ( zero ). Per ogni riga della tabella è rappresentata una particolare combinazione di valori delle variabili logiche e il risultato finale dell'espressione logica o della funzione. Connettivo OR È la somma logica. Il connettivo OR restituisce il valore Vero se almeno uno dei due ingressi dispone di un valore pari a Vero. Per esempio, se la variabile logica «A» contiene il risultato della proposizione dichiarativa «Antonio mangia» e la variabile «B» contiene il risultato di «Piero legge», l'espressione «A OR B» equivale alla proposizione «Antonio mangia e/o Piero legge». NOT: È la negazione logica. l’addizione. La stessa cosa valeva per la divisione, che veniva rappresentata con la sottrazione. Ciò causava un numero maggiore di operazioni che dovevo affrontare. • VELOCITÀ DI CLOCK: non è il numero di operazioni che la CPU può effettuare, ma quanto il numero delle volte che in un secondo una CPU può prendere un’operazione, un’istruzione, decodificarla e eseguirla. Il fatto che la CPU lavori così velocemente poeta anche a dei problemi: le CPU di oggi, lavorando a una frequenza molto elevata, sviluppano anche molto calore. Ecco che diventa essenziale raffreddare la CPU. • Ricordiamo: la CPU deve comunicare con la memoria perché essa non contiene nessun dato, ma solamente i circuiti per effettuare le operazioni di calcolo. Osservando bene il disegno, possiamo notare una comunicazione a DOPPIO SENSO che comunica direttamente con i dati del bus, il quale prende il valore delle celle di memoria, che comprenderanno sia istruzioni e sia dati. Le istruzioni e i dati sono rappresentati con gli stessi codici, e, di conseguenza, devono essere tenuti in due scaffali separati. Posso trovare un altro bus, ovvero quello degli indirizzi. Perché mi serve? Perché le celle di memoria hanno ognuna un indirizzo univoco, che guarda caso é rappresentato con 0 e 1. • Cosa farà la CPU? ho un programma in memoria, la CPU va a prendere, all’indirizzo della cella di memoria, l’istruzione, che si trova nella casella PC, la inserisce nell’altra casella IR, la quale deve essere in grado di decifrarla. Tramite l’unita di controllo passerà questi valori all’ALU, che prenderà i valori effettivi. In messo troviamo il BUS DI Controllo, che serve a controllare la sincronizzazione, tramite anche alla velocità di Clock che si articola in tre fasi principali: • Vengono prese le istruzioni, • Viene decodificata l’istruzione • Viene eseguita l’istruzione Ricorda: la velocità si misura in erse. (HZ) Tramite le simulazioni vedremo la differenza tra il linguaggio di alto livello e il linguaggio di basso livello, che parla direttamente la logica della CPU. A questo proposito troviamo due scuole diverse: i processori che sanno eseguire poche istruzioni molto semplici, ma lo fanno assai velocemente, e i processori che sanno invece eseguire molte istruzioni diverse e più complesse. Nella prima categoria troviamo i RISC, mentre nella seconda i CISC. Ogni cella di memoria contiene due esadecimali e, di conseguenza, confine 256 scelte, ovvero 1 byte. Infine, ogni CPU, in qualche modo, si collega alla macchina di Turing, che sta alla base di tutti i computer. • LA SCHEDA MADRE: componente fondamentale del computer che contiene, collega ed alimenta tutti gli altri elementi del computer, che vanno, in qualche modo, ad allargare ed estendere la CPU. Per prima cosa bisogna fare una distinzione ovvero dividerà in due parti: la parte superiore e la parte inferiore, chiamate anche parte nord o parte sud, indipendentemente dall’orientamento. • Nella parte nord troviamo la CPU (nella cosiddetta parte definita con il termine zoccolo) e la memoria centrale o RAM. • Nella parte sud, invece, troviamo gli sloths di espansione. I principali sono la scheda video e la scheda audio. Possiamo trovare anche le porte di interfaccia insieme alle memorie secondarie. Infine troviamo le porte di collegamento con l’esterno (stampante, tasterai, monitor e scanner) o verso le reti informatiche. Sotto lo sloth del processore troviamo il chip di controllo della AGP, un canale dedicato a far circolare in maniera veloce unicamente i dati grafici. Le applicazioni multimediali più recenti richiedono infatti la generazione e l’aggiornamento continuo delle immagini inviate allo schermo. La memoria utilizzata dalla CPU può essere di vari tipi: memoria a portata di mano, disponibile sulla piastra madre, e alla quale é dunque possibile accedere, in lettura e scrittura, in maniera molto veloce, e memoria esterna alla piastra madre, sotto forma di dispositivi di memoria di massa come i floppy disk, i dischi rigidi, i CD-ROM, i DVD ecc.. RAM: (RANDOM ACCESS MEMORY) si trova abbastanza vicino alla CPU e, di conseguenza, é abbastanza veloce (non quanto, però, i registri contenuti all’interno della CPU). É la memoria principale che contiene tutti i dati su cui il computer sta lavorando in quel preciso momento. • Importante: contiene dati fino a quando il computer, ovvero la scheda madre, é attraversata dalla corrente. • É una memoria volatile: i dati vengono conservati sotto forma di potenziali elettrici, e se spegniamo la spina vanno persi. Quel “random”contenuto nell’acronimo della parola, sta a indicare che la CPU è in grado di accedere a una particolare porzione di ram nello stesso identico tempo, indipendente dalla sua posizione. Nel tempo la ram é diventata sempre più veloce, più capiente e sopratutto più sicura nel contenere e salvare i nostri dati, aumentando, di conseguenza, anche le esigenze dei singoli programmi. • Ricapitolando: la ram contiene sia i dati suoi, sia i dati dei singoli programmi. MEMORIA DI MASSA: sono più distanti dalla CPU, sono meno veloci, ma più capienti e si collegano alla scheda madre tramite un interfaccia chiamata “SATA PART” (modello standard con cui collegare questi sistemi di massa alla scheda madre). Per collegare le schede d’espansione bisogna utilizzare un altro interfaccia chiamato “PCI” Esiste un altro tipo di memoria: la ROM (read only memory). É molto più piccola ed é una MEMORIA NON VOLATILE poiché contiene delle informazioni estremante importanti per il funzionamento del computer. Un programma molto importante che risiede all’interno della ROM é il BIOS: insieme di programmi molto vicini alla ferraglia, ovvero all’hardware, che compie il primo passo di inizializzare tutte le componenti del computer. Ne controlla l’integrità e in qualche meno le rende disponibili al sistema operativo. Questa fase prende il nome di FASE BUT (Il computer deve cercare di capire dove caricare il sistema operativo). Attraverso l’aiuto del bios, il computer riconosce ad esempio l’esistenza del lettore di floppy disk e del fisco rigido. É in grado di riconoscere autonomamente solo le componenti fondamentali di un computer, ma non è in grado, senza aiuti, di riconoscere comunicare con tutta la varietà di periferiche e di strumenti accessori che al computer possono essere collegati, • Sistema operativo: media tra la fisicità dell’hardware e l’astrazione del software. Erano basati sull’idea che la comunicazione fra uomo e computer avvenisse attraversi un linguaggio si trattava di un linguaggio artificiale e assai povero, sufficiente però a impartire al computer, in modo non troppo complesso, le istruzioni relative alle operazioni che l’utente intendeva fargli svolgere. Quando non funziona qualcosa all’interno del computer il bios, tramite una schermata, manda dei segnali. È possibile accedere al bios durante la fase di accensione, tramite un particolare tasto, che cambia a seconda del computer. Un’altra caratteristica del bios é quella di accedere e di gestire le periferiche. Essendo un sistema molto datato, ai giorni d’oggi possiamo trovare un altro sistema chiamato WEFE, dove la “f” sta per Formuore, ovvero un particolare programma che risiede nei circuiti del computer. • Ogni scheda madre ha il proprio BIOS. Negli ultimi anni, tuttavia, si é diffusa l’abitudine a inserire una memoria autonoma di una certa ampiezza anche all’interno del microprocessore, questa memoria, detta memoria CACHE, trovandosi a portata diretta della CPU é ancor più veloce della ram installata sulla pista madre, ed é quindi in grado di migliorare ulteriormente le prestazioni del sistema. Resta da ricordare che sarà naturalmente necessario un collegamento che porti l’energia elettrica (power connector), e che sarà di norma presente anche una batteria tampone in grado di mantenere aggiornati alcuni dati essenziali anche a computer spento. - Misurare la memoria: bit e byte sono unità di misura della quantità di informazione, e dato che la capacità di una memoria corrisponde appunti alla quantità di informazione che in essa può essere immagazzinata, bit e byte sono anche le unità di misura di base per esprimere la capacità di immagazzinamento di una memoria. Nel caso della quantità di informazione non si usa il sistema decimale. Versa usato il KILOBYTE che corrisponde a 1024 byte. 2kb di testo corrispondono a 2048 caratteri. Troviamo poi il MEGABYTE che corrisponde a 1024 kilobyte e il GIGABYTE che corrisponde a 1024 megabyte SISTEMA OPERATIVO: é il software più importanti di tutti. Uno dei sistemi operativi più diffusi è WINDOWS. I primi sistemi operativi gestivano un cosiddetto processo chiamato BETCH ( di infornata). Consistenza che nel momento in cui il computer finiva di effettuare l’elaborazione e mandava in output i risultati, autonomamente un altro programma veniva subito messo in lavorazione e così via. In questo caso il sistema operativo gestiva solo i programmi. • come funziona il sistema operativo a riga di comando? Principalmente ha un cursore che lampeggia e che ci inviata a scrivere e digitare un comando. Se digito il comando DIR (directory) mi tira fuori un elenco di come funziona il mio hard disk. Tramite questo comando posso navigare tranquillamente da una cartella all’altra. C:/USERS\federico >dir é un tipo di file sistem, ovvero un organizzazione dei documenti o dei file all’interno del computer, all’interno della memoria di massa. Dobbiamo sapere fondamentalmente che è basato su una struttura ad albero in cui ciò che è registrato fisicamente sull’hard disk viene rappresentato in modo logico. Sia i documenti che creiamo volontariamente, sia quelli creati automaticamente dal sistema operativo e dei programmi che utilizziamo, sia infine i programmi stessi sono dei FILE: unità informative autonome, di ciascuna delle quali il computer deve conoscere l’esatta collocazione, le dimensioni e le caratteristiche. Tutti i documenti conservati sul disco rigido di un computer sono file, e sono file anche i programmi utilizzati per produrre elaborare su quei documenti. Il computer deve essere anche in grado di organizzare questi file, di indicazione dell’utente, in maniera tale da permetterne il facile reperimento. In genere, l’utente ha accesso al file sistem attraverso un apposito programma, che consente di visualizzare con facilità la struttura usata per ordinare i file all’interno del disco rigido e delle altre memorie di massa disponibili. I file vengono conservati sul disco rigido organizzati in cartelle e sottocartelle, in maniera non troppo diversa da quella usata per conservare i documenti di un archivio. L’organizzazione di questo sistema gerarchico di classificazione dipende a volte da noi e a volte dai programmi che usiamo e dallo stesso sistema operativo. A/ B/ C erano le prime unità di massa del computer: • A= floppy disk • B= seconda unità del floppy disk • C= hard disk Ai giorni d’oggi sia A che B non esistono più, ma possiamo trovare D che sta a indicare il lettore DVD, capaci di contenere quantità ancor maggiori di dati. Un altro comando molto importante é “CD ..” che mi permette di salire di un livello, quindi passo da C:/USERS\federico >dir a C:/USERS\ Possiamo trovare anche il comando HELP, che mi dimostra tutti i programmi disponibili per le varie unità di sistema. Inoltre troviamo: • COPY= copiare • DELE= cancellare un file • TIME= visualizzare l’ora del sistema • TREE= visualizzare graficamente la struttura ad albero dell’ hard disk. SISTEMA OPERATIVO GRAFICO: il primo a teorizzare un sistema operativo grafico é stato Douglas Engelbart, che ha inventato, inoltre, il primo word processor e il primo mouse, e ne ha dato una prima dimostrazione in quella che è chiamata “la madre di tutte le demo”. Ciò avviene nel 1968, ma per molto tempo ancora troveremo l’utilizzo di computer a base di sistema operativo testuale. Nelle interfacce grafiche, la comunicazione col computer non avviene più attraverso comandi scritti, forniti sequenzialmente alla macchina attraverso la tastiera, ma attraverso una rappresentazione grafica degli oggetti con i quali operare. L’utente interagisce con questa rappresentazione grafica attraverso il puntatore del mouse. • UNIX: uno dei primi sistemi operativi multiutente e quindi multiprocesso, basato sull’idea che l’utente impartisca i propri comandi in forma scritta, utilizzando la tastiera. Nasce come sistema operativo modulare e flessibile rivolto soprattutto all’utilizzazione da parte di programmatori professionisti. • MAC OS: il sistema operativo adottato dai computer Macintosh é stato il primo esempio di sistema operativo grafico a conoscere una larga diffusione a livello di personal computer, ben prima che la Microsoft distribuisse le prime versioni di Windows. Questo sistema si trovava sempre un passo avanti rispetto a Windows. Windows ne prenderà spunto per ideare l’icona del cestino. Le cartelle sono identiche, perché prendono spunto dalle cartelle utilizzate dallo stato americano. Tutti coloro che utilizzavano l’apple erano musicisti, creatrici, artisti e così via. • OS/2: sistema operativo grafico sviluppato a partire dalla fine dagli anni 80 dall’IBM, all’inizio in collaborazione, ma ben presto in concorrenza, con i sistemi Microsoft Windows. Per avere un primo sistema operativo grafico ben sviluppato, bisognerà aspettare gli anni 80, nel centro XEROX a Paloalto. Questo centro é conosciuto per le macchine fotocopiatrici, che avevano tutte una cosa in comune: per accenderle bisogna pigiare un pulsante di colore verde ( verde perché dona tranquillità e pace) e per spengerlo uno di colore rosso (stress). Ciò la rese universalmente utilizzabile, utilizzando una metafora a scrivania. Fu una grandissima rivoluzione, ma non ebbe successo perché all’epoca costava molto, ma fu uno dei punti di smodo dei sistemi operativi. STEVE JOBS fece visita al centro della XEROX, vide questo sistema operativo, se ne innamorò, e decise che tutti i suoi futuri computer avranno questo sistema operativo grafico. Lancio un primo computer, chiamato APPLE LISA, che però non ebbe molto successo poiché anche lui costava assai. Nel 1984 presentò ciò che sarà chiamata “la madre di tutte le pubblicità”. Presento, per la prima volta, il primo computer MACINTOSH, che all’epoca era considerato quasi portatile. Aveva, anche, la possibilità di avere diversi font all’interno di un’unica schermata. Nel 2001 il MAC/OS viene superato da un altra versione molto più potente chiamata MAC/ OS EX (che in latino sta a indicare il numero 10). Il MACINTOSH fu il primo sistema ad avere il programma di Photoshop Cosa fa la Apple? Prende un sistema operativo basato sulla Unix e innesta su questo sistema operativo testuale a riga di comando, molto stabile e molto potente, e ci installa un’interfaccia grafica avanzata. Nasce così il MAC/OS EX. - MACINTOSH: era una marca di mele americane. A questo punto Bill Gates prende il DOS e scrive un programma in grado di estendere il dos per farlo diventare da, solamente, un sistema operativo testuale a un sistema operativo testuale con un’estensione grafica. Questo sistema prenderà il nome di WINDOWS. Pian piano le versioni di Windows si svilupparono sempre di più fino ad arrivare alla prima versione diffusa su grande scala chiamata WINDOWS 3.10. In questa versione iniziarono ad esserci le prime finestre che potevano essere spostate in qualunque modo. Esistevano già il solitario e il campo minato. Troviamo il file manager che fondamentale é ciò che noi chiamiamo oggi file sistem. Questo sistema è stato rilasciato nel 1992, ma contemporaneamente Bill pensò subito a un nuovo modello, che però non doveva dipendere dal dos. Nasce così WINDOWS 95, con il quale venne introdotto il pulsante start. Era un sistema operativo a 32 bit e poteva avere i nomi dei file lunghi di 8 caratteri. In questo sistema Windows si caricava prima del dos. Introdusse anche il discorso del pannello di controllo e del planc and play: una periferica, un qualcosa di estremamente difficile nel configurare i cosiddetti driver, che sono dei programmi che in qualche modo fanno comunicare l’hardware periferico con quello del computer tramite il sistema operativo. Iniziano ad entrare in gioco anche le reti telematiche. Questo sistema operativo veniva utilizzato più all’interno di una fascia casalinga. All’inizio non era molto stabile, infatti capitava moltissime volte che il sistema andasse in crush. Inoltre troviamo anche WINDOWS 98, che era fortemente integrato con internet, anche attraverso la trasformazione dei programmi di navigazione in componenti del sistema operativo. La versione professionale di Windows, inizialmente battezzata Windows NT, é giunta alla quinta versione, denominata Windows 2000, che permette di creare reti di computer che sfruttano al loro interno i protocolli e gli strumenti di comunicazione di internet, e può gestire la multiutenza in maniera assai sofisticata, dividendi gli utenti in categorie con diritti d’accesso diversi alle risorse del sistema. La storia di Windows: • Windows 1.0: le finestre si potevano affiancare come schede del domino, ma non sovrapporre. • Windows 2.0: uscito nel 1987, le finestre acquistano la capacità di essere sovrapposte e iniziano a comparire elementi ormai familiari dell’ interfaccia Windows: le icone per rappresentare i file, i menu, i box di dialogo. É il primo segnale del divorzio fra Microsoft e IBM. • Windows 3.0: acquistò la capacità di gestire fino a 16 mb di memoria: un notevole passo in avanti, rispetto al singolo megabyte che poteva essere utilizzato dalle versioni 1.0 e 2.0. Fu la prima versione del sistema operativo a icone delle Microsoft a conoscere una vasta diffusione, soprattutto grazie alle ulteriori caratteristiche introdotte nell’aprile 1992. • Windows 3,11: permetteva anche il supporto di reti di computer. • Windows 8: introduce il touch. • Windows 10: é il sistema operativo più stabile. Le 10 caratteristiche principali di Windows: 1. Uno spazio bidimensionale o tavolo di lavoro (desktop) 2. Le piccole rappresentazioni grafiche, o icone, che rappresentano dati e programmi - Aldo Manucci: tipografo più importante dopo Gutenberg. Aveva la sua famosa tipografia a Venezia e, inoltre, é stato colui che ha stabilito il modello editoriale, in quanto iniziò a collaborare con Pietro Bembo. Manucci, Bembo e Gutenberg: sono una sorta di trinità della prima stampa. Contemporaneamente ai word processor vengono creati i programmi di impaginazione (personal publishing), capaci di permettere risultati graficamente sofisticati è altamente professionali. Si diffonde tramite un programma chiamato Aldous pagemaker in onore appunti a Manucci. Questo programma permette di distribuire alla pagina e, di conseguenza, alla griglia tipografica, il testo e le immagini. Un esempio di questi programmi è l’ INDESIGN. - Adobe: questo sistema creò dei linguaggi di programmazione il cui scopo era quello di riprodurre esattamente l’assetto tipografico della pagina. Negli anni ha creato dei programmi in grado di gestire tutta la parte grafica, soprattutto la grafica 2 bit, che va dalle immagini bit map (Photoshop). Photoshop é un programma con una curva d’apprendimento non facilissima, ma é estremamente potente. Un’alternativa a Photoshop é “GIMP” o “light room”. - Programmi specializzati esistono poi anche per la generazione e la modifica di grafica tridimensionale: in questo caso il computer potrà occuparsi di gestire automaticamente caratteristiche quali l’illuminazione degli oggetti. Un’ulteriore categoria di programmi grafici che merita di essere ricordata é infine rappresentata dai programmi per il disegno tecnico, o CAD (computer aided design). - Troviamo anche i programmi destinati alla registrazione dei suoni e alla loro riproduzione: molti di questi programmi sono in grado di riconoscere diversi formato audio: dal formato wave , quello utilizzato nei CD musicali, a formati compresso come l’MP3, che garantisce un’ottima qualità sonora con un basso impiego di memoria. - Esistono programmi di composizione, in grado di gestire una vera e propria libreria di strumenti virtuali e di utilizzarli per composizioni musicali complesse. - Programmi di riconoscimento vocale, che cercano di riconoscere il linguaggio parlato, identificando le parole e i comandi pronunciati dall’utente. Possono essere utilizzati per dettare al computer testi, e come alternativa all’interfaccia rappresentata dalla tastiera ed al mouse. - Programmi di sintesi vocale, che simulano il suono di una voce umana e permettono al computer di formulare a voce alta parole e frasi attraverso l’uscita audio fornirà dalla scheda sonora. Troviamo questi programmi anche per quanto riguarda la categoria video: Il Windows media player e il QuickTime player. • Streaming: permette di ricevere suoni e filmati, fortemente compressi, attraverso la rete, sotto forma di un flusso continuo di dati che può essere riprodotto man mano che viene ricevuto. Il real player della Real é uno dei più diffusi programmi di questo genere. Per il montaggio video, assai diffuso e potente è il programma “premier” dell’adobe. Un’altra categoria di programmi che ha acquistato negli ultimi anni un particolare rilievo é rappresentata dagli strumenti (authoring tools) per l’editoria multimediale. Tra questi ricordiamo Director e Toolbook. Programmi specifici sono anche disponibili per la didattica di moltissime discipline, dalle lingue straniere alla matematica, dalla storia alla fisica. I linguaggi di programmazione hanno delle istruzioni e dei comandi che servono a dire alla stampanare cosa deve andare a riprodurre. Questo linguaggio prende il nome di PostScript e vengono descritti come linguaggi che servono per scrivere una pagina. Se andiamo ad aprire un documento PostScript vediamo che fondamentalmente è un documento di testo che ha: • ha delle istruzioni, • dei font, • l’indicazioni di creare un nuovo percorso • Il posizionamento su determinate cartesiane, • un testo da mostrare ( racchiuso in delle parentesi) • un comando show • show page. (Prende tutte le istruzioni e mostra la pagina) DATABASE: si tratta di programmi nati principalmente per automatizzare la gestione di ogni genere di dati organizzati: cataloghi di biblioteche, schedari dei dipendenti di una ditta. Un database é costituto da una collezione di schede, o record, dalla struttura regolare e organizzata in campi (Field). La ricerca avviene di norme attraverso l’uso di uno specifico linguaggio di ricerca (query language). É talvolta possibile effettuare anche le cosiddette query by example o QBE: in questo caso, la ricerca avviene riempiendo un modello di scheda analogo a quello utilizzato per l’immissione dei dati, inserendovi tuttavia, anziché le informazioni relative a un nuovo record, quelle corrispondenti alle nostre condizioni di ricerca, Perché si chiamano database relazionale? Perché utilizzano queste relazioni, in particolare il collegamento che esiste tra la chiave primaria e questo richiamo della chiave primaria, che prenderà il nome di chiave secondaria in un’altra tabella, io posso effettuare delle relazioni. Utilizzando questi richiami di collegamento, posso recuperare le informazioni presenti nelle altre tabelle. • Axes: un software di gestione per le base di dati. Ne gestisce un tipo particolare ovvero il modello relazionale, inventato da uno scienziato di nome COD, negli anni 70. Non è intuitivo come word perché ha una base matematica più rigoroso. COD ha cercato di astrarre la memorizzazione dei dati da quella che era l’architettura della macchina. In questo ambito, va ricordata la vasta categoria dei giochi. Possiamo ricordare le classiche categorie degli arcade, giochi d’azione basati su velocità e riflessi, all’interno dei quali sono compresi i popolari giochi ‘spara e fuggi’; delle simulazioni molte delle quali, assieme a classici quali gli scacchi, rientrano anche nelle categoria dei giochi di strategia; delle Adventure, grafiche o testuali; dei giochi educativi. Quello dei giochi é il settore in cui sono state sperimentale per la prima volta alcune fra le tecnologie più innovative dell’intero campo dell’informatica personale, ed é un settore che si è rilevato decisivo per la diffusione di massa dei personal computer. Alcuni di questi programmi sono specializzati nella generazione e nella gestione di grafica vettoriale, che ha come propria caratteristica quella di rappresentare l’immagine non attraverso la sua codifica “pixel per pixel”. La grafica vettoriale ha il vantaggio di utilizzare assai meno memoria, ed i essere facilmente ridimensionabile senza alcuna perdita di qualità. PROGRAMMI E LINGUAGGI DI PROGRAMMAZIONE: un programma non é altro che un insieme di istruzioni, e queste istruzioni devono essere ovviamente “scritte” in un linguaggio comprensibile per il computer. Un linguaggio di programmazione incrementa un ALGORITMO ( l’insieme di operazioni che vogliamo compiere). Che cos’è un algoritmo? (Matematico arabo Muhammad ibn Musa) • Termine che indicò nel medioevo i procedimenti di calcolo numerico fondati sopra l’uso delle cifre arabiche. • In informatica, insieme di istruzioni che deve essere applicato per eseguire un elaborazione o risolvere un problema. • In logica matematica, qualsiasi procedimento effettivo di compito di una funzione o di decisione di un insieme, cioè qualsiasi procedimento che consenta con un numero finito di passi eseguiti secondi un insieme finito di regole esplicite, di ottenere il valore della funzione per un dato argomento, o di decidere se un dato individuo appartiene all’insieme. Quest’ultima definizione, con il numero finito di passi, ci ricorda il problema della fermata. Molto spesso troviamo un parallelismo nel paragonare un algoritmo con una ricetta, la quale é composta dagli ingredienti e dalle istruzioni. Nello stesso modo anche l’algoritmo é formato dai dati e dalle istruzioni. Un algoritmo non deve essere ambiguo. Il primo algoritmo che si studia é l’algoritmo di Oclide per trovare il massimo comune divisore. Dati due numeri naturali, il massimo comun divisore è il numero comune a tutte e due e che é divisore di entrambi. Questa immagine rappresenta un diagramma di flusso che serve a rappresentare in modo astratto le istruzioni di un algoritmo. •I parallelogrammi identificano la definizione dei dati; •i rombi identificano delle biforcazioni del flusso a seconda di determinate combinazioni; •i rettangoli identificano le istruzioni. All’inizio abbiamo l’assegnazione data dalla richiesta dell’utente di inserire i dati, però in questo caso, viene messa una condizione ossia che di questi due numeri uno deve essere maggiore dell’altro e l’altro deve essere maggiore o uguale a zero. Quindi abbiamo due numeri diversi solo dove uno al massimo può essere uguale a zero. Subito dopo abbiamo la prima condizione ovvero la prima domanda che viene fatta tramite il rombo (la prima biforcazione possibile del flusso). Se é si finisce subito l’algoritmo, dopo aver trovato il valore di “a”, se invece risulta nom sostituisco il valore di “b” con il valore di “a” e viceversa. Gli algoritmi sono estremamente ripetitivi e ripetono sempre le stesse operazioni. Troviamo anche un altro algoritmo che é chiamato “algoritmo errore di Alessandria” che serve a calcolare la radice quadrata ed é anche chiamato algoritmo babilonese. Esistono anche gli algoritmi per effettuare la moltiplicazione. Questi prendono il nome di ALGORITMI STORICI. Questo programma dovrà a sua volta essere realizzato in linguaggio macchina, altrimenti il computer non potrebbe utilizzarlo. Ma il programma-traduttore è uno solo: una volta specificato come traduttore in linguaggio macchina le istruzioni del nostro linguaggio di alto livello, potremo usare lo stesso traduttore per far capire al computer programmi diversi. Abbiamo due possibilità in questo ambito: possiamo pensare al nostro programma- traduttore come a un traduttore simultaneo, un interprete che, in tempo reale, traduca una per una le singole istruzioni. Oppure possiamo pensare a un traduttore che traduca una volta per tutte, e tutto insieme, il programma permettendoci di darlo in pasto alla macchina “già tradotto” nel codice binario che essa è in grado di comprendere. Ovviamente la seconda strada è assai più efficiente. Più importanti degli interpreti, troviamo i compilatori, che traducono una volta per tutte il programma, restituendo in cambio il codice binario che può essere immediatamente eseguito sul computer. Un esempio di linguaggio di alto livello molto utilizzato tuttora per imparare a programmare è PYTHON. Questo programma non fa altro che declinare concretamente l’algoritmo di Euclide per il calcolo del massimo comune divisore. Vengono utilizzate delle etichette che si rifanno alla lingua inglese (while, print ecc..). Questo è proprio il li vello zero dei linguaggi di programmazione. Questo modello si basa e si dimostra tramite la modalità imperativa. • Tutti i programmi di cui abbiamo parlato finora hanno utilizzato dei paradigmi imperativi. Per programmazione imperativa s’intende una programmazione che detta degli ordini che a loro volta devono essere eseguiti. Questo paradigma riprende la macchina di Turing. • Un altro paradigma citato è il paradigma funzionale, il quale da delle istruzioni che sono simili a delle funzioni matematiche per poi restituire un determinato valore. Questo, invece, riprende il Lampd da calcolo, di Churchill. - Linguaggi orientati agli oggetti: nascono fondamentalmente da due considerazioni: 1. I programmatori si sono ben presto resi conto del fatto che certe porzioni di programma possono essere utilizzate più volte, anche in programmi diversi, e che si rivela dunque vantaggioso concepire in modo modulare i programmi realizzati; 2. Nel costruire programmi modulari, è spesso utile partire dagli oggetti dei quali il programma si occupa, definendone proprietà e comportamenti, e stabilendo fra essi legami e gerarchie. La programmazione orientata agli oggetti funziona particolarmente bene per realizzare programmi da usare all’interno di sistemi operativi grafici. In informatica, la programmazione orientata agli oggetti è un paradigma di programmazione che permette di definire oggetti software in grado di interagire gli uni con gli altri attraverso lo scambio di messaggi. La programmazione modulare e orientata agli oggetti facilita anche la creazione di programmi condivisi attraverso una rete: diventa infatti naturale pensare, anziché a singoli programmi chiusi in se stessi, a programmi flessibili basati su componenti diverse e in parte indipendenti, che vengano richiamate nel momento in cui se ne ha bisogno. In questa categoria troviamo i seguenti programmi: • C++, • Small talk, • Java. - Sequenza di Fibonacci: ideata da Leonardo Pisano, basandosi sullo studio della progressione studiando la nascita dei conigli. Consiste nel partire da 0, aggiungere un’unità, poi sommo e per avere il numero successivo della sequenza sommo i due numeri prendenti. DEFINIZIONE standard: “in matematica indica una successione di numeri interi in cui ciascun numero è la somma dei due eccetto i primi due che sono per definizione: F0= 0 e F1= 1.” Gli elementi F sono anche detti numeri di Fibonacci. Questa sequenza è una sequenza che richiama sempre se stessa. Per calcolare il numero “F” si può ricorrere all’utilizzo del metodo della ritorsione. • LEZIONE DI APPROFONDIMENTO: IL LINGUAGGIO MACCHINA. Quando si inizia un nuovo linguaggio di programmazione, la prima istruzione che si impara ad eseguire è “ Hello World! ” (È una tradizione culturale perché in un famoso libro di informatica, riguardante proprio il programma C, si inizia con questo messaggio di output). In poche parole è diventato il primo step per imparare un nuovo linguaggio di programmazione. Questa istruzione è composta da un comando, un argomento che è racchiuso tra due parentesi tonde, le virgolette rappresentano una stringa. Quando lo mandiamo in esecuzione notiamo che viene riportata direttamente la stringa. Per quanto riguarda, invece, il linguaggio di programmazione Lisp, le parentesi tonde racchiudono non solo l’argomento, ma anche il comando. Quando mando in output viene effettuata un’analisi testuale e un’analisi lessicale, tramite una correttezza sintattica del sistema sorgente che deve rispettare le regole del linguaggio di programmazione, e poi viene passato a un programma di nome PARSER che analizza queste regole grammaticali di derivazione, e traduce il codice sorgente in un linguaggio macchina di quella determinata CPU. Ogni CPU ha il suo particolare linguaggio macchina. - Analizziamo il programma ASSEMBLER: All’inizio ho un’istruzione con scritto “Jump start” che ci indica di fare un salto direttamente al comando “start”. Subito sotto al comando “Jump start” troviamo due variabili: la prima è di tipo testuale e corrisponde a “Hello world”, mentre la seconda è di tipo numerico e identifica la fine della stringa. Sotto all’istruzione “start” troviamo i comandi “MOV, C, Hello” che stanno a significare il fatto che devo spostare nel registro C la posizione in cui inizia la stringa Hello. In particolare metto all’interno del programma C l’indirizzo dell’etichetta che stiamo analizzando. Nella riga successiva metto all’interno del registro il valore 232, espresso sempre in esadecimale, puntando direttamente alla fase dell’output. L’istruzione seguente è chiamata “call Print” che mi obbliga a chiamare il comando “Print”; infine, l’ultima istruzione corrisponde a “HLT” ovvero “alt” che ferma l’esecuzione. Dopo di che troviamo il comando “Print”, che manda in output tutto ciò che è stato fatto finora. Cosa succede dentro il comando Print? Dentro il registro B viene messo il valore di 0. Poi troviamo un’altra etichetta “loop” che indica l’inizio di un ciclo. Viene utilizzata un’altra volta l’espressione MOV e il primo registro è A e quindi dentro ad A viene messo un valore. Troviamo anche il registro C, ma è racchiuso dentro a delle parentesi quadre e corrisponde al fatto che devo puntare alla cella di memoria che corrisponde all’indirizzo C. In questo caso le parentesi quadre ci dicono che non dobbiamo prendere il valore del registro C, ma che dobbiamo prendere questo valore e utilizzarlo come indirizzo in una cella di memoria, per andare a recuperare il valore di quella determinata cella. L’istruzione seguente ha sempre il comando MOV, ma in questo caso dentro alla cella di memoria è contenuto, nel registro D, il valore di A. Anche D, come C nella riga successiva, è racchiuso in delle parentesi quadre. Dopo di che incremento C con il valore di un’unità e effettuo un conforto tra il valore del registro B, che era uguale a 0, e come al solito il valore della cella di memoria, il cui indirizzo è il valore dell’indirizzo C. Se ciò è uguale a 0 vuol dire che il linguaggio di programmazione è finito e avrò “VERO” nel “flag Z”. Ritorna in “loop” solo se dentro a Z troviamo la parola “FALSO”. Come possiamo notare è molto più complicato di un linguaggio di alto livello, poiché sono operazioni basiche che devono essere effettuate di continuo. EDITORIA DIGITALE: Quando parliamo di dispositivi di lettura non parliamo solo di libri elettronici o di dispositivi di lettura digitali, sono dispositivi di lettura anche il libro stampa, i manoscritti ed addirittura la pietra su cui incidiamo dei segni alfabetici o una scrittura e da questo punto di vista sono anche esempi di tecnologie della scrittura e della lettura. Il libro a stampa è un oggetto tecnologico come lo è anche un libro elettronico o digitale. Abbiamo un'evoluzione di tecnologie della scrittura e della lettura nel corso del tempo e con l'introduzione delle tecnologie digitali; da questo punto di vista il discorso generale che facciamo è un discorso sul passato, presente e futuro del libro elettronico ma anche del libro come oggetto culturale. DISPOSITIVI DI LETTURA o READING DEVICES: Perché le persone continuano a preferire i libri cartacei a quelli digitali? Viene spiegato con il paragone del libro e del cucchiaio (Umberto Eco): Il cucchiaio è un oggetto perfetto, una volta inventato è difficile modificarlo, ha questa forma da millenni e possiamo pure sforzarci quanto vogliamo ma non troveremo mai dei cucchiaini ipertecnologici migliori del cucchiaio a cui siamo abituati. A questo punto Eco dice che lo stesso succede con i libri: il libro una volta inventato è un oggetto ergonomicamente perfetto, cioè al tipo di lavoro che il lettore deve fare con esso, è apparentemente perfetto, non si sente più la necessità di ulteriori migliorie tecnologiche. Quindi in breve, Umberto Eco dice che il libro, come il cucchiaio, ha una forma perfetta e nessuno anche se si impegnasse riuscirebbe a fare di meglio. Le caratteristiche fisiche- tecnologiche dei dispositivi di lettura influenzano il testo ed il contenuto, ad esempio le scritture su pietra: • Il supporto per un testo è deciso in base al tipo di contenuto. • Il nome di una via non potrà essere scritto su un foglietto, così come un romanzo non sarà inciso sulla pietra e per quanto riguarda i libri, anche il loro peso e la loro dimensione dipendono dallo scopo. Il libro è considerato come interfaccia tra noi e il testo: - Le sue dimensioni devono permetterci di usarlo, trasportarlo e voltare facilmente le pagine usando le mani. - Il contrasto fra pagina la bianca e l’inchiostro nero aiuta la lettura. - Le dimensioni del carattere devono essere adatte alla distanza fra il libro e gli occhi. proprio davanti a queste forme, si moltiplicano i nostri possibili modi, le possibili vie di accesso.” Però c'è una forte differenza tra la capacità di lavorare con contenuti elaborati e una situazione di pura frammentazione; da questo punto di vista, la forma libro è un modello importante per il mondo digitale. La scrittura elettronica ormai ha completamente assorbito in alcuni campi quella manuale: se dobbiamo scrivere un articolo, un libro o una tesi lavoriamo al computer e non ci viene in mente di scrivere a mano o di usare una macchina da scrivere meccanica. La rivoluzione digitale ha avuto un impatto sulla scrittura che è ormai riconoscibile in un certo senso abbastanza assorbito. Noi abbiamo cambiato il nostro modo di scrivere mentre nel campo della lettura e delle forme di testualità, i cambiamenti sono per certi versi percepibili per altri meno. Dal lato della lettura noi oggi sicuramente leggiamo un insieme di forme di testualità molto più ampio che in passato, poiché leggiamo sicuramente molto più che in passato dal punto di vista quantitativo (leggiamo in continuazione testi sullo smartphone, al computer, a mail ed il messaggio su WhatsApp), quindi l'operazione di lettura intesa come operazione di lettura di testi alfabetici è molto frequente. Nell’ecosistema della comunicazione digitale, i testi che circolano sono prevalentemente brevi e frammentati come una mail, un messaggio WhatsApp, un tweet o un pagina web. Le forme di testualità digitale sembrano caratterizzate da una forte brevità e frammentazione, mentre, le forme di testualità organizzata, complessa e strutturata sono legate soprattutto alla forma-libro. La forma-libro storicamente era il modo in cui noi avevamo organizzato contenuti con flessione articolati per trasmetterli agli altri e alle generazioni successive; La forma-libro oggi resta ancora legata al libro stampa. Quindi, mentre nella rivoluzione della scrittura il passaggio al digitale è già compiuto, dal punto di vista della lettura c’è stata una rivoluzione più nell’affiancamento di tutte queste forme testualità breve che vengono scritte e lette in digitale rispetto alle forme di gestualità tradizionali legate alle informazioni complesse e strutturate. “Nessun libro finisce; i libri non sono lunghi, sono larghi. La pagina, come rivela anche la sua forma, non è che una porta alla sottostante presenza del libro. Un libro non si legge; vi si precipita; esso sta, in ogni momento, attorno a noi.” Giorgio Manganelli ha dato una definizione dei libri suggestiva ricordando come il libro sia qualcosa che non si esaurisce nella successione di pagine. - LIBRI ELETTRONICI AUMENTATI PARTE 1: Per libri aumentati o arricchiti si intendono dei libri che non si limitano a riprodurre il modello del libro tradizionale, quindi un modello basato fondamentalmente sulla testualità alfabetica, che eventualmente può includere anche delle immagini, ma in cui sostanzialmente i codici comunicativi utilizzati si limitano al testo dalle immagini, ma che invece sfrutta più pienamente le potenzialità dell’ecosistema digitale e questo o attraverso l’inclusione di altri codici comunicativi (video, musica e audio) o attraverso l’interattività, che è l’altra grossa caratteristica che il digitale può offrire. Alcuni esempi di questi libri sono: • I libri game; • Libri a snodi. Questi meccanismi a stampa sono evidentemente molto limitati, ma nel caso della testualità elettronica digitale si possono sfruttare in maniera molto più ricca e, di conseguenza, abbiamo così libri elettronici in forma di iper testi. • Iper testualità: forma particolare di interattività in cui l'utente è chiamato a scegliere tra varie alternative il proprio percorso di lettura (ogni lettura di un lettore è diversa magari da quella che fa un altro lettore seguendo link e snodi diversi). In genere quando si parla di interattività l’idea è quella che c’è una variazione esplicita nell’output, in ciò che il libro propone, in funzione delle tue scelte di lettore; quindi le scelte dell’utente provocano dei cambiamenti espliciti in quello che viene fatto vedere in questo caso dal libro. Inizialmente ci si aspettava moltissimo dai libri elettronici arricchiti, mentre non è che abbiano avuto questo successo così travolgente per vari motivi: sia di costo, di disponibilità di dispositivi di lettura divisi in famiglie diverse ecc… Troviamo due grandi famiglie di esempi: una è rappresentata dalla “Voyager” (mitica casa di editoria digitale canadese, che del periodo iniziale dell’editoria digitale tra la fine degli anni 80 e la prima metà degli anni 90, ha prodotto alcune tra le sperimentazioni più interessanti di questo settore), la quale inizialmente ha lavorato solo su cd rom e su floppy disk, senza avere a disposizione tablet, smartphone, i quali hanno prodotto i maggiori esempi dell’editoria digitale; l’altro esempio di famiglia invece è quello della “touch press” che ha lavorato tra l’uscita dell’iPad, quindi intorno al 2010 e il 2015. Tutte e due le famiglie sono state sostanzialmente esperienze di fallimento economico poiché non sono riuscite a produrre un mercato sostenibile di editoria digitale avanzata. Analizziamo un titolo molto importante della Voyager: “the society of the mind di Marvin Minsky”. Marvin Minsky è stato uno dei pionieri dell’intelligenza artificiale, ma dopo vari esperimenti capì che stava andando incontro a grossi problemi nello sviluppo di questa intelligenza. Il libro in cui è esposta questa teoria si intitola “la società della mente”. La versione digitale della “la società della mente” comprende assolutamente tutto il testo integrale del libro a stampa arricchito in varie forme. La cosa geniale di questo libro elettronico è stato aggiungere l’autore stesso che cammina tra le pagine del suo libro, facendo in modo, però, di non disturbare il lettore. - LIBRI ELETTRONICI AUMENTATI PARTE 2: I libri aumentati sono libri elettronici che aggiungono ai tradizionali contenuti testuali anche contenuti multicodicali (video, suoni, immagini, ecc.) La lettura aumentata capovolge la prospettiva: è il lettore che accompagna la lettura attraverso l’uso della rete, che permette di approfondire o integrare il contenuto del testo. L’ebook arricchito ha qualcosa che non funziona, ad esempio in “i pilastri della terra” di Ken Follet, di cui è stata fatta una versione in formato iBook arricchito dalla Penguins , una delle più importanti case editrici al mondo, intorno al 2011, una versione che ha anche comportato un notevole impegno finanziario, perché per certi versi è ricca ma che ha dei problemi proprio di meccanismo di funzionamento. - i contenuti speciali sono indubbiamente molto ricchi ma il cuore dovrebbe essere il libro con il suo ampliamento ma questo cuore in realtà funziona pochissimo e sono tratti dalle pagine del libro tradizionale. Affiancare al codice della scrittura altri codici comunicativi può portare a due diversi risultati :  -in un caso c’è effettivamente un’integrazione. -Nell’altro caso c’è solo una giusta posizione.  Questo ci fa riflettere sul fatto che non è banale riuscire a fare un integrazione funzionante. Tra i casi riusciti troviamo “le poesie elettroniche “ di Fabrizio Venerandi che funziona benissimo anche su un dispositivo ad inchiostro elettronico perché l’operazione non riguarda tanto l’arricchimento multicodicale ma l’elemento dell’interattività con il testo. l'idea delle forme in cui c’è l’uso dell’interattività può aiutare a costruire oggetti che si allontanano dalla forma-libro tradizionale. Nell’ultimo esempio si lavora con meccanismi di animazione dei dati che servono per aumentare l’esperienza di fruizione del testo passando dal paradigma dei libri a stampa a forme di libri arricchiti in ambito digitale. LA TELEMATICA: la parola “telematica” è costituita da un prefisso che deriva dal greco tele che vuol dire lontano e dalla parola informatica che stai significare l’elaborazione e la trasmissione di informazioni in formato digitale. Sin dalla nascita dell’informatica si è sentito il bisogno in qualche modo di condividere informazioni, dati, elaborazioni e cosi via, grazie alla facilità di conservazione e trasmissione dell’informazione digitale. Sin dagli anni 60 si è iniziato a studiare come è stato possibile collegare i computer tra di loro e condividere le loro informazioni e questo è avvenuto tramite le reti di computer. Che cosa è la telecomunicazione? È quando il trasferimento di informazioni non avviene attraverso un supporto fisico, come può essere una lettera, bensì avviene attraverso l’energia. (Attraverso il trasferimento di energia e non di materia). Il primo esempio di trasmissione di energia è il telegrafo ottico, ideato e sviluppato da Claude Chappe, che presenta alcuni limiti. Il primo limite è che ha un ranger di trasferimento di informazione abbastanza limitato; inoltre il suo utilizzo è limitato alle ore del giorno in cui sono visibili questi segnali. Infine ci sta anche il problema del rumore, ovvero tutto ciò che va a interferire con la corretta trasmissione del messaggio. Chappe si ispirò ai sistemi di segnalazione degli antichi, progettando, così, un sistema di segnalatori meccanici collocati su una serie di torri, in contatto visivo reciproco. L’innovazione radicale consisteva nell’apparato di segnalazione: si trattava di un grosso dispositivo meccanico in grado di rappresentare una notevole quantità di simboli diversi. Alla fine del 19 secolo al posto dei telegrafi ottici troviamo i telegrafi elettrici, inviati tramite un cavo, inventato da Samuel Morse, colui che ha inventato anche il codice morse. Il telegrafo elettrico permetteva di inviare dei segnali molto più velocemente e utilizzando una distanza molto maggiore con una minore necessità di infrastrutture. Dopo circa 30 anni nasce il vero e proprio telegrafo, che tramite dei segnali elettrici, permette la telecomunicazione della voce. Verso la fine del 19 secolo, invece, troviamo un’altra modalità di diffusione delle informazioni che sono le onde radio, che porteranno all’invenzione della radio. Un’altra tappa fondamentale nella storia delle telecomunicazioni è rappresentata dall’introduzione del telefono, che permise per la prima volta lo scambio a distanza di conversazioni vocali, in tempo reale, senza la mediazione di codici artificiali e telegrafisti. client o server fissi, ma anche sotto dorma di nodi equivalenti o paritari, potendo fungere al contempo da client e server verso gli altri nodi terminali della rete. - Server: garantisce l’archiviazione definitiva dei dati, le funzioni relative alla ricerca dei dati, le funzioni relative alla ricerca di particolari dati nell’archivio e l’invio dei dati richiesti al client; questo invece richiede i dati e controlla la loro rappresentazione all’utente ed eventualmente la loro modifica e manipolazione interattiva: si tratta insomma del modulo di interfaccia con l’utente. Mediante questa configurazione, qualsiasi nodo è in grado di avviare a completare una transazione. I nodi equivalenti possono differire nella configurazione locale, velocità di elaborazione, ampiezza di banda e quantità di dati memorizzati. Le componenti logiche di una rete telematica sono invece i programmi di gestione del collegamento e del traffico dei dati, tecnicamente denominati protocolli. Essi svolgono diverse funzioni, che vanno dall’instradamento dei dati tra i vari nodi di una rete, alla correzione degli errori di trasmissione, fino alla coordinazione dei rapporti tra moduli di una applicazione distribuita. - TIPI DI RETE: Possiamo parlare di reti Ethernet, di rete Token Ring, di rete ATM, di rete FDDI. Per quanto riguarda la rete Ethernet fu sviluppata da Bob Metcalfe, che aveva ricevuto il compito di trovare un modo per collegare tra loro le stazioni di lavoro ALTO. Come funziona il cavo Ethernet? Il principio è quello di avere una sorta di coppia intrecciata di cavi. Ethernet permette ai personal computer e alle workstation all’interno di una rete di comunicare fra loro utilizzando standard condivisi per la spedizione dei pacchetti dati. Inoltre definisce le modalità di trasmissione dei dati all’interno di una LAN, con una velocità di rete pari a 10 megabit al secondo. Nel 1976 Metcalfe si dedicò alla creazione dello “Star”. Lo “Star” fu il primo computer a prevedere uno schermo bitmap, un mouse e un sistema di video scrittura WYSIWYG in grado fra l’altro di includere testo e grafica nello stesso documento. Tutte queste reti vengono comunemente raggruppate e divise in due gruppi: • reti locali (LAN) • reti geografiche (WAN). Una rete locale è una rete la cui distribuzione spaziale è di poche centinaia di metri; mentre le reti geografiche sono molto più estese e sono composte da altre sotto reti. Talvolta una rete locale si estende su aree più vaste, spesso collegandosi ad altre reti locali: in questo caso si parla di reti dipartimentali. Più avanti vedremo che si parlerà di Internet quando si parla di reti geografiche. - Ad oggi si parla anche di reti PAN che sono composte dallo smartphone, dal pc portatile o l’iPad; in poche parole sono una via di mezzo tra le LAN e le WAN. Un’altra distinzione che dobbiamo fare è quella basta sula forma o sulla topologia delle reti. L’immagine più comune che abbiamo di una rete è quella di un insieme di fili che si intrecciano a formare maglie. Ogni punto di intersezione forma un nodo dal quale partono più segmento di filo. La più comune forma definita da questo intreccio è quella di una serie di maglie quadrate o romboidali, come quella delle reti metalliche di recinzione. Le reti di computer vengono suddivise in varie classi proprio in relazione alla loro topologia. Da questa forma dipende anche il modo in cui i bit viaggiano da un nodo all’altro. Troviamo le sedenti categorie di reti: • Reti a maglia o reti distribuite, • Reti a stella, • Reti a bus, • Reti gerarchiche, • Reti ad anello. - Reti a maglia o distribuite: sono reti in cui ogni singolo nodo è collegato con molti altri nodi, al limite con tutti. In una rete distribuita i messaggi vengono inoltrati da un nodo all’altro scegliendo uno dei molti percorsi disponibili. La scelta del percorso può avvenire in modo dinamico, secondo le condizioni di traffico della rete. Inoltre offrono un alto livello di affidabilità. - Reti a stella: sono basate su un nodo centrale (detto hub) al quale sono connessi tutti gli altri nodi periferici. La comunicazione tra due nodi viene mediata sempre dal nodo centrale. Una topologia ibrida tra rete a stella e rete distribuita caratterizza invece la rete telefonica: essa infatti è costituita da una costellazione di centri locali, alle quali afferiscono linee degli utenti, a loro volta collegate tra loro. - Reti a bus: tutti nodi sono collegati a in cavo lineare, mediante delle diramazioni cui sono collegati i computer. In questo tipo di rete tutti i nodi condividono un medesimo canale di trasmissione, e ogni messaggio viaggia in tutte le direzioni. - Reti ad anello: sono costituite da una serie di nodi interconnessi in modo da formare un anello chiuso. In queste reti i dati viaggiano sempre nella stessa direzione da un nodo all’altro finché non giungono al nodo destinazione. Affinché le informazioni codificate possono viaggiare lungo una rete telematica, o più in generale lungo un qualsiasi sistema di telecomunicazione, è necessario un mezzo di trasmissione che colleghi il trasmettitore e il ricevitore. Tale mezzo può essere un cavo metallico su cui viaggia una corrente elettrica, una fibra ottica che conduce un impulso luminoso, o un’onda elettromagnetica che viaggia attraverso l’etere. Il più diffuso mezzo di trasmissione è la coppia intrecciata di cavi, o doppio ritorto. Purtroppo questo mezzo di trasmissione rispetto agli altri mezzi è molto sensibile al rumore; questo ne limita sia la banda passante, sia la lunghezza massima oltre la quale il segnale diventa inutilizzabile. Per distanze di poche centinaia di metri si può arrivare a una velocità massima di 10 Mbps. Inoltre quando si parla di questo mezzo di trasmissione bisogna fare una distinzione tra: • cavi diretti che uniscono due strumenti eterogenei, • cavi intrecciati che servono per collegare due dispositivi delle stesso tipo. Prestazioni migliori possono essere ottenute unendo in un unico cavo una serie di doppini: ad esempio la rete Fast Ethernet che usa un cavo composto da 4 coppie su cui riesce a sviluppare una banda passante di 100 Mbit. - Cavo coassiale: si tratta di un cavo rotondo composto da vari strati: al centro c’è un filo di rame ricoperto da uno strato di materiale isolante, a sua volta rivestito da un conduttore a maglia, il tutto all’interno di una guaina isolante. Sotto molti punti di vista sono molto più efficienti le radiazioni elettromagnetiche. Possiamo trovare la luce visibile, che viene utilizzata nelle fibre ottiche, le quali si basano sulla conduzione di impulsi di luce. Possiamo immaginare una fibra ottica come un sottilissimo tunnel rivestito di specchi, in grado di intrappolare un fascio di luce e di condurlo, attraverso una sequenza di riflessioni, da un capo all’altro. La trasmissione di un impulso luminoso attraverso un conduttore si basa su un particolare tipo di rifrazione. La rifrazione è la deviazione subita da un raggio di luce nell’attraversare il confine tra due mezzi trasparenti diversi. L’angolo di questa deviazione si chiama indice di rifrazione. • Una fibra ottica è composta da un nucleo in vetro o plastica con un alto indice di rifrazione (detto core) rivestito da un materiale con un indice di rifrazione leggermente minore (detto cladding) il tutto ricoperto da un materiale opaco che isola la fibra dalla luce esterna. Gli impulsi luminosi, emessi da un laser, viaggiano dentro la fibra a zigzag fino al capo opposto dove sono raccolti da un sensore detto fotodiodo e trasformati in impulsi elettrici. Oggi la banda passante di una singola fibra arriva fino a 2,5 miliardi di bit al secondo. Per quanto riguarda le onde radio non hanno bisogno di essere trasmesse all’interno di cavi, poiché possono viaggiare per lunghe distanze attraverso lo spazio. I sitemi di telecomunicazione a onde radio sono basati su diverse tecnologie, a seconda delle esigenze che debbono soddisfare. Un satellite artificiale per telecomunicazioni è una stazione ripetitrice a microonde, in grado di ricevere e trasmettere verso molte stazioni sulla superficie. In genere tali satelliti sono posti su un orbita detta geostazionari a circa 36.000 km di altezza. Tale orbita consente di assumere la medesima velocità angolare di rotazione della terra e al contempo di bilanciare l’attrazione gravitazionale. Le interfacce: le interfacce di rete variano in relazione al particolare tipo di mezzo di trasmissione che si sta utilizzando. La più semplice è il modem. Possiamo trovare vari tipi di modem: • Modem esterni, dotati di una presa telefonica e di una presa di tipo seriale. Di recente sono comparsi modem che adottano un nuovo tipo di porta ovvero la porta USB. • Modem interni, che possono essere inseriti direttamente in uno degli slot di espansione presenti sulla piastra madre del computer. I limiti di velocità dei modem sono bilanciati dall’opportunità che essi offrono di collegare un computer ad una rete sfruttando la rete telefonica tradizionale. Se si deve collegare un computer in modo permanente ad una rete digitale ad alta velocità è necessario utilizzare un a scheda di rete. Si tratta di una scheda, contenente microprocessori che garantiscono l’accesso alla rete, che va inserita in uno degli slot di espansione della piastra madre. Sulla parte esterna è dotata di speciali prese, nelle quali vanno inserite le spine (plug) dei cavi di collegamento. In genere si tratta di prese per cavi coassiali (prese BNC) o di prese per cavi ritorti (RJ45). - (Commutazione: è il termine tecnico usato per indicare il trasferimento di informazioni lungo una rete da un nodo all’altro). • La modalità di invio dei messaggi in blocchi lungo una rete telematica si chiama commutazione di pacchetto. Essa è molto efficiente nella gestione delle infrastrutture della rete, poiché consente di usare lo stesso tratto di cavo fisico per far passare molte comunicazioni diverse contemporaneamente, sia che provengono da più persone che operano sullo stesso computer, sia che provengono da più computer collegati a quel tratto di rete. • Commutazione di circuito: ogni volta che un nodo A comunica con un nodo B, occupa internamente il tratto di linea che lo collega ad esso affinché l’intero messaggio non è passato. (Esempio il sistema telefonico) La storia di internet: tutto ebbe inizio a Washington nel 1966, quando Bob Taylor propose al suo direttore il finanziamento di un progetto volto a consentire la comunicazione e lo scambio di risorse tra computer dei vari laboratori universitari finanziati dall’agenzia ARPA, la quale aveva lo scopo di finanziare la ricerca di base nel campo delle tecnologie innovative. - (Ci troviamo in piena guerra fredda.) L’obbiettivo di Bob era quello di aumentare la produttività e la qualità del lavoro scientifico, permettendo ai ricercatori universitari di comunicare e condividere le risorse informatiche. Parte dell’equivoco circa le origini belliche della rete deriva dal fatto che alla stesura di essa parteciparono anche Larry Roberts e Paul Baran. Baran si dedicò alla progettazione di un sistema di telecomunicazione in grado di resistere a un eventuale attacco nucleare, arrivando alla conclusione che la migliore soluzione era quella di creare una rete distribuita. Il modello di Baran prevedeva che ciascun nodo fosse collegato ad almeno quattro nodi, e che nessun nodo avesse la funzione di concentratore. L’assenza di un nodo centrale eliminava ogni possibile obiettivo strategico, la cui distribuzione avrebbe compromesso il funzionamento dell’intera rete. Baran, inoltre, ebbe anche un’altra idea geniale: piuttosto che inviare un messaggio da un nodo all’altro come un unico blocco di bit, è meglio dividerlo in molte parti che possono viaggiare attraverso più percorsi verso la destinazione, dove poi vengono ricomposti. Un’idea simile era stata elaborata da Donald Davies che aveva pensato di chiamare le parti del messaggio “pacchetti”. Tutto queste idee saranno riprese da Larry Roberts e costituiranno le linee guida del progetto Arpanet. Nel 1969 vennero attivati i primi due nodi della rete, che collegavano i due computer dello Stanford Research Institute e della UCLA. A questo punto lo sviluppo dei protocolli per far funzionare effettivamente la rete venne delegato ad un gruppo di specializzandi e giovani ricercatori che formarono il NWG. I primi documenti ufficiali del gruppo furono battezzati RFC, richiesta di commenti, denominazione che è rimasta ancora oggi ad indicare le specifiche tecniche della rete. Nel 1972 Arpanet contava già 37 nodi. Il primo rudimentale protocollo di comunicazione fra host fu battezzato NCP. La prima svolta nella storia della rete Arpanet fu nel 1973 quando Vinton Cerf e Bob Kahn svilupparono un nuovo protocollo per la comunicazione di base tra gli host: il TCP/ IP, il quale permetteva facilmente di interagire in un unico ambiente comunicativo reti e mezzi di comunicazione diversi. Grazie a questo protocollo la rete si stava trasformando in internet. Nel 1989 l’ARPA venne chiusa definitivamente. Le aziende private infatti cominciarono a mostrare interesse verso questo sistema di comunicazione che ormai si estendeva in tutti i paesi occidentali e che iniziava a penetrare persino nel terzo mondo. Tim Berners Lee, con lo scopo di facilitare la comunicazione tra la comunità scientifica dei fisici, sviluppò un sistema per pubblicare sui nodi della rete documenti testuali interconnessi, battezzato WORLD WIBE WEB. Nel 1993 venne sviluppata la prima interfaccia del World Wide Web, chiamata Mosaic. A questo punto internet diventò utilizzabile anche da utenti non esperti: la rete entrò finalmente nelle case! Internet è il mezzo di comunicazione che si è diffuso più rapidamente nella storia dell’umanità. Ai giorni d’oggi troviamo anche internet 2 che coinvolge istituzioni governative e federali americane, decine di università e grandi aziende del settore informatico e delle telecomunicazioni. Questo programma si propone come scopi principali l’aumento sensibile della banda passante delle connessioni di rete e la realizzazione di una profonda ristrutturazione delle architetture software ed hardware. Il progetto prevede la messa a punto di una nuova versione del protocollo IP. Internet, a differenza del vecchio telefono, offre ai suoi utilizzatori una varietà di strumenti di comunicazione e dunque un a capacità di comunicare molto più ricca e articolata. In primo luogo le informazioni scambiate via internet sono informazioni multimediali. Un’altra caratteristica fondamentale è la sua interattività. Per usare internet è necessario effettuare una procedura di collegamento, che tuttavia varia al variare di alcune condizioni. La procedura di connessione ad internet consisterà nel collegamento del nostro computer alla rete. Dal punto di vista tecnico questo collegamento può avvenire in molti modi e in base a diversi apparati hardware; ma tutti questi modi rientrano in due grandi categorie: • collegamenti permanenti mediante linee dedicate; • collegamenti temporanei mediante linea commutata. Nel primo caso il nostro computer è connesso direttamente ad internet mediante una linea dedicata unicamente e costantemente a questa funzione. Nella quasi totalità dei casi collegamento avviene mediante l’interconnessione di reti locali o dipartimentali. - Host o nodo: un computer collegato permanente alla rete. La maggior parte degli utenti si collega ad internet in modo temporaneo, utilizzando una normale linea telefonica analogica e un modem o una linea telefonica digitale ISDN. Il proprietario di un nodo in grado di fornire accesso ad utenti esterni è denominato access provider. Spesso i provider sono a pagamento. La procedura di collegamento viene eseguita da un apposito programma di accesso, che utilizza uno speciale protocollo denominato Point to Point Protocol. Essi differiscono secondo il tipo di sistema operativo. Affinché la rete possa funzionare è necessario assegnare a ciascun computer un indirizzo univoco, denominato indirizzo IP. Tale indirizzo è composto da una serie di numeri separati da punti. Nei collegamenti temporanei l’assegnazione degli indirizzi avviene in modo dinamico nel momento in cui si effettua la “telefonata”. Internet offre ai suoi utenti un insieme di strumenti di comunicazione; mentre il World Wide Web permette di accedere ad uno sterminato deposito di informazioni che possiamo leggere, seguendo molti possibili percorsi, che possiamo arricchire. - Posta elettronica: strumento che permette ad ogni singolo utente della rete di inviare messaggi scritti ad un qualsiasi altro utente. I messaggi di posta elettronica sono dei testi digitali, che viaggiano attraverso i canali tematici fino a raggiungere il computer del destinatario. Ad ogni casella di posta elettronica corrisponde un indirizzo. La parte di indirizzo alla sinistra del simbolo @ identifica in maniera univoca il singolo utente all’interno del computer che ospita la sua casella di posta; la parte di indirizzo a destra del simbolo identifica invece in maniera univoca il computer che ospita la nostra casella di posta elettronica, attraverso il suo nome simbolico. Le caselle si trovano su macchine dedicate espressamente a tale campito, che sono sempre attive e continuano a ricevere la posta dei loro utenti finché questi non decidono di leggerla. Il programma di lettura e scrittura, invece, sarà istallato sul nostro computer. Una funzione molto utile dei programmi di posta elettronica è la capacità di rispondere ad un messaggio, mediante un comando che automaticamente riconosce l’indirizzo del mittente del messaggio originario e lo inserisce nel campo destinatario della risposta, e che ne riproduce l’oggetto anteponendo la sigla “RE” questo comando copia il contenuto del messaggio originale nel corpo della nostra risposta, anteponendo ad ogni riga di testo il simbolo “>”. Possiamo anche includere allegati o attachment. La funzione allegato si basa su un sistema di traslitterazione da file con codifica binaria a file di testo, denominato MIME. In questo modo è possibile inviare tramite e-mail qualsiasi tipo di file. • Liste di discussione e le conferenze o Newsgroup: permettono a migliaia di persone di scambiarsi messaggi e di creare delle vere e proprie comunità intellettuali, ma funzionano in maniera diversa. Le liste possono essere accomunate a dei circoli privati, in cui è necessario prima iscriversi, per poi partecipare a delle discussioni. Esse vengono utilizzate da comunità abbastanza ristrette e selezionate. Le conferenze, invece, sono come una piazza del paese, dove si formano capannelli in cui si discute di ogni argomento serio e faceto. - Le liste di discussione: tutto ruota intorno ad un programma detto list- server che ha il suo indirizzo di posta. Esso annota in un elenco gli indirizzi e-mail di ciascun partecipante alla lista. Quando uno dei membri della lista vuole spedire un messaggio a tutti gli altri, non deve far altro che spedirlo all’indirizzo della lista.