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COMUNICAZIONE DIGIATALE
E
SOCIAL MEDIA
LEZIONE 1 - 2 - 3
I fondamenti della comunicazione digitale: concetto di comunicazione nasce per BISOGNO → scambio di messaggi. o Comunicazione orale: non si intende solo per persone che parlano ma comprende anche animali (es: due cani che abbaiano) → si scambiano informazioni. o Dalla comunicazione orale nasce quella scritta; veicolo scritto per tramettere informazioni. La prima forma di comunicazione scritta = PITTOGRAMMI nelle caverne degli uomini primitivi. o Comunicazione verbale → è lo sviluppo della società. Insieme di regole che permette a tutti di capire la stessa cosa = GRAMMATICA. Progresso tecnologico, pensieri più complessi; è un nuovo modo di comunicare. Forme di comunicazione analogica → permettono di esprimere concetti attraverso segni, gesti o simboli che formano parole o frasi. COMUNICAZIONE DIGITALE:
- Dal latino “digitus” (dito): impronta digitale
- Dall’inglese “digit” (cifra) 0 e 1 Segnale analogico → tipo di informazione che può assumere qualsiasi valore in base a quello che voglio dire. (es: minuti, secondi, ore = angolo lancette. Segnale acustico = vibrazione delle onde) Il SEGNALE DIGITALE INVECE O è 0 OPPURE è 1.
00 11 00 ANALOGICO DIGITALE CODIFICA = grammatica che associa segnale analogico ad uno digitale (non è sempre valido → esempio: se registro un mp3 (segnale analogico = voce) lo trasformo in digitale (mp3), ma poi non posso utilizzare altri formati per ascoltare quella voce. 001100 cos’è? Dipende!!! Può essere:
- Il numero 51
- Il byte 0x
- Il carattere 3 nella rappresentazione ASCII
- … Elaborando la sequenza di 0 e 1 ottengo informazioni. Un DATO è un insieme di concetti. L’INFORMAZIONE prende dei dati e li trasmette precisamente.
Dato → fuori. Sole.
Informazione → fuori c’è il sole.
2 cifre (00, 01, 10, 11) – 4 valori 3 cifre (000, 001, 010, 100, 110, 101, 011, 111) – 8 valori QUESTI VALORI SONO I BIT = binary digit (più cifre, quindi più valori e di conseguenza più informazioni)
- UN DATO IN nBit = 2^n. 1 byte (8 bit) = 2^8 = 256 valori 2 byte (16 bit) = 2^16 = 65536 valori I BIT si prendono a gruppi di 8! (8, 16, 24, …) 8 bit = 1 byte. I bit generano informazioni |log 2 m| m valori
Ecc... 127 possibili combinazioni. Codifica ASCII = american standard code for information interchange. I bit però vengono trasmessi a gruppi di 8, se inizia con 0 allora fa riferimento alla ASCII: (0)000001 = inizio testo Il codice ASCII utilizza 7 bit. Il codice ASCII esteso utilizza 8 bit (256 valori) Il codice BITMAP → una mappa di bit, quindi una mappa di 0 e 1 Cos’è una mappa? Ad una coordinata corrisponde un punto specifico LEZIONE 4 INFORMATICA: è argomento poco trattato con precisione. L’informatica è una scienza vasta e specifica, molto dettagliata. È quella scienza che raccoglie l’insieme dei processi e delle tecnologie che rendono possibile la gestione dell’informazione con metodi automatici. La gestione dell’informazione e suddivisa in FASI: ▪ La creazione (dell’informazione) ▪ La raccolta (dell’informazione) ▪ L’elaborazione (dell’info) ▪ L’immagazzinamento (dell’info) ▪ La trasmissione (dell’info) L’informazione → insieme di dati, piccoli pezzi che elaborati insieme creano l’informazione Es : insieme di foto (dati) → processi di elaborazione → creazione di un video → processi di elaborazione → … Abbiamo creato un’informazione, è un ciclo continuo. PROCESSI DI INPUT = succede quando pigiamo dei tasti su una tastiera; prende delle informazioni e fornisce al nostro pc dei nuovi dati. È quindi l’inserimento di dati nel computer
I dispositivi di input più comuni sono tastiera, mouse, microfono, scanner… PROCESSI DI ELABORAZIONE = le informazioni devono essere elaborate. Se pigio i tasti con l’applicazione Word aperta, le informazioni vengono elaborate e rese come delle lettere all’interno di un testo. PROCESSI DI OUTPUT = consente di vedere i risultati dei processi di elaborazione. Mi consente quindi di vedere i tasti della tastiera che prima ho pigiato. I dispositivi di output più comuni sono lo schermo e gli altoparlanti. PROCESSI DI MEMORIZZAZIONE DEI DATI = tutto quello che succede dentro ad un computer può essere memorizzato con nastri, dischi, chiavette ecc. PROCESSO DI DISTRIBUZIONE DEI DATI = fino a 20 anni fa l’unico modo era quello di portarli fisicamente a qualcuno. Oggi è possibile distribuire i dati da un dispositivo all’altro tramite canali di comunicazione come posta elettronica, internet… Tutti questi processi sono collegati tra di loro in senso circolare, si crea un ciclo continuo. = SISTEMA INFORMATIVO Cos’è un SISTEMA? È l’insieme delle parti correlate tra di loro è offrono una funzione che viene resa disponibile grazie alla collaborazione tra queste parti ➢ Il Sistema Operativo è un insieme di informazioni necessarie per soddisfare le esigenze conoscitive di un’azienda. ➢ Il Sistema Operativo è un complesso composto di procedure che realizzano la trasmissione di flussi informativi. esempio : televisione → quando riusciamo a vederla e ad ottenere informazioni, avviene perché delle informazioni iniziali sono state elaborate e rese trasmissibili sotto forma di segnale e questo viene captato da altri dispositivi che ri-elaborano i dati e li trasmettono sottoforma di immagini e audio. ➢ Un Sistema Informativo è l’insieme di tanti sistemi informativi più piccoli che compongono un sistema Informativo più grande e complesso. Che cosa rende così particolare e indispensabile oggi un computer? Computer = colui che calcola È un sistema che prende delle informazioni in input e le elabora. È quindi un ELABORATORE.
Grazie a delle primitive celle di memoria era in grado di eseguire calcoli su più passaggi. Con questa macchina nasce la figura del PROGRAMMATORE → persona formata e specializzata sull’utilizzo della macchina. ➢ Il primo programmatore della storia è stata una donna: Ada Lovelace La Difference Engine era composta da ingranaggi di precisione che con il costante utilizzo iniziavano a sbagliare i calcoli.
- Lo Z1 di Konrad Zuse (1910-1995) in Germania → calcolatore automatico basato su un relè (interruttore che può essere azionato elettricamente). Utilizza un’aritmetica binaria.
- ABC di John Atanasoff (1903-1995) in America → primo calcolatore elettronico digitale.
- Model K di George Stibbits (1904-1995) → primo calcolatore digitale automatico funzionante. Dobbiamo l’introduzione del termine “digitale” per denotare una cifra in combinazione binaria. Molti ricercatori iniziano a costruire macchine sempre più evolute:
- Harvard Mark I di Howard Aiken (+ ricercatori) → non è altro che il lavoro di Babbage sostituendo agli ingranaggi dei circuiti elettrici, porta ad un ingrandimento della macchina. Sviluppo di nuovi componenti elettrici per sviluppare le macchine, i relè vengono sostituiti da valvole termoioniche. Si sviluppano macchine come: ▪ Colossus (Gran Bretagna, 1943) ▪ ENIAC (USA, 1946): era un insieme di circuiti e cavi elettrici grande quanto una stanza. Nel 1948 viene inventato il TRANSISTOR a sostituzione delle valvole termoioniche. Permette la costruzione di calcolatori più piccoli, più veloci ed affidabili. Vengono assemblati anche migliaia di transistor sullo stesso componente. Nasce il termine CHIP, e si apre l’era del PERSONAL COMPUTER (PC). Il boom negli anni ’80 grazie a due aziende produttrici:
✓ Apple Computer; Apple I (1978) → progettato da Steve Jobs e Steve Wozniak con un processore di calcolo Motorola ed un’architettura proprietaria (le specifiche erano loro come il sistema operativo “PowerPC”) ✓ IBM e derivati (1973) → processore Intel e sistema “windows” erano costruiti secondo specifiche comuni utilizzate anche da alte case (architettura pubblica) Gordon Moore; scienziato. Scrive che il numero di transistor in un chip sarebbe raddoppiato ogni anno. Poi modificò la sua teoria.
- Il continuo sviluppo sta continuando a cambiare il mondo dei computer moderni. Transistor sempre più piccoli aumentano la potenza dei chip, la potenza di calcolo e la velocità.
- Si crea un interesse di mercato: prodotti sempre migliori a prezzi sempre più bassi.
- La competitività crea nuove aziende e stimola il costante progresso della tecnologia e lo sviluppo di nuove tecnologie John Von Neumann (1903-1957) → fu uno degli ingegneri che partecipa al progetto di sviluppo dell’ENIAC. Introdusse l’aritmetica binaria e l’utilizzo della memoria del computer per memorizzare il programma stesso (architettura di Von Neumann). Modello in cui: elaborazione – memorizzazione – comunicazione Sono fasi distinte del procedimento ma ben interconnesse tra di loro. Facendo riferimento alle tecnologie moderne:
- il cuore dell’elaborazione = micro processore
- attività di memorizzazione = dischi fissi o memorie volatili
- comunicazione = periferiche (schermo, stampante…) tutte le unità possono comunicare tra di loro tramite il BUS, l’unità di controllo gestisce il tutto. Si ha una memoria prima e una secondaria, dispositivi input (tastiera, mouse) e output (schermo, stampante) Comunicazione BUS; ❖ È molto semplice (una linea di comunicazione) ❖ È facilmente estendibile (si possono aggiungere componenti) ❖ È facilmente standardizzata (chiunque può aggiungersi sul bus) Dall’altra parte:
FETCH = l’unità di controllo legge dalla memoria le istruzioni nella cella e le immagazzina in un’area ben definita → registro dell’istruzione DECODE = l’unità di controllo decodifica l’istruzione e trasferisce i dati dalla memoria all’unità logico-aritmetica (se necessario) EXECUTE = la ALU (unità logico-aritmetica) esegue l’operazione. Il risultato viene infine salvato nella memoria (QUARTA FASE). Oltre a questo ciclo continuo, la CPU contiene l’unità di controllo che gestisce il BUS e il flusso di dati. All’interno della CPU → vari registri, celle di memoria → ALU e unità di controllo (cuore) Nell’UNITÀ DI CONTROLLO: ➢ Instruction register ➢ Program counter ➢ Program status word Ognuno di questi ha compiti precisi. Varie aziende producono le proprie CPU, i programmi devono essere sviluppati in accordo alle istruzioni della CPU (ecco perché i programmi windows non funzionano su Mac). La CPU è affiancata a co-processori che la aiutano:
- Processore grafico (GPU)
- Processore audio (DSP)
- Processore matematico (FPU)
- Controller input/output Deve avere un supporto di memoria: ➢ Memoria centrale (RAM) → risponde rapidamente alla CPU per non rallentare il ciclo continuo. È costruita con componenti elettronici che garantiscono la velocità ma non permette il mantenimento delle informazioni. ➢ Memoria secondaria → deve mantenere le informazioni. (Hard Disk) sono costruiti su supporti magnetici o ottici che sono lenti. Come si caratterizzano?
- Velocità: tempo di accesso e tempo di trasferimento
- Volatilità: per quanto tempo mantiene i dati? In che condizioni?
- Capacità: quanti byte può mantenere?
- Costo: quanto costa ogni bit di memoria?
- Modalità di accesso:
- Diretta
- Sequenziale
- Associativa. La RAM mantiene all’interno tutte le informazioni, è veloce ma volatile. È una memoria ad accesso diretto quindi scrivere/leggere un dato dalla RAM richiede sempre lo stesso tempo. La ROM: che permette solo azioni di scrittura FLASH : memoria non volatile ma più lenta della RAM Un processore comunica con la RAM attraverso “BUS degli indirizzi” e “BUS per i dati”. A volte le informazioni sono maggiori della capacità della RAM e quindi non possono essere ospitate. In questo caso si ricorre alla memoria virtuale → viene preso in prestito un po’ di spazio dalla memoria di massa (HD) e viene utilizzato come se fosse RAM ma con gli svantaggi dell’Hard Disk (lentezza). o Lo sviluppo della tecnologia non ha portato ad una maggiore velocità delle memorie ma solo ad un aumento di grandezza. Il BUS è uno scoglio. Per superare questi problemi → sono state inserite piccole memorie (CACHE) ad altissima velocità all’interno delle RAM, costano molto. GERARCHIA DI MEMORIA:
- Registri: CPU
- CACHE
- RAM
- HARD DISK (memoria di massa) Al vertice abbiamo memorie più veloci ma costose.
Non può decidere come e quando accedere alle risorse ma deve chiederne l’accesso al S.O Il sistema operativo rende utilizzabili le risorse fisiche del computer. È un insieme di moduli software che virtualizzano l’hardware del computer così da renderlo accessibile agli altri software applicativi. Il sistema operativo… Modulo: gestione delle risorse: o Tiene traccia di chi la utilizza o Accetta e soddisfa le richieste di utilizzo di una risorsa o Fa da mediatore tra le risorse che risultano in conflitto Modulo: macchina virtuale: o Costituisce la base su cui è possibile scrivere i programmi applicativi o Presenta all’utente una macchina estesa più facile da programmare dell’hardware sottostante. Modulo: esecuzione delle applicazioni: o Caricamento del programma nella memoria centrale, preparazione e gestione di altre risorse o Accesso ai dispositivi input/output o Gestione dei segnali necessari per il trasferimento dei dati Modulo: archiviazione dei dati: o Fornire organizzazione logica dei dati sotto forma di cartelle file o Gestire le operazioni di basso livello per il relativo ingresso/uscita Modulo: controllo degli accessi: o Gestire la condivisione di risorse da parte di più utenti o Fornire meccanismi di protezione e politiche di risoluzione degli eventuali conflitti d’uso Modulo: gestione dei malfunzionamenti: deve rilevare, identificare e se possibile risolverli. Possono essere causati da hardware guasti o operazione scorrette compiute da software applicativi. Come fa un software ad eseguire altri software?
Multiprogrammazione → un sistema operativo può gestire molti altri programmi. Si possono quindi utilizzare più programmi in contemporanea. Come si evita la possibilità che un solo programma utilizzi la CPU? Il tempo è suddiviso in unità, ad ogni programma viene concesso l’utilizzo del processore per un numero massimo di unità. Così facendo quando scade lo slot di tempo o semplicemente ha finito viene interrotta l’esecuzione e concede l’utilizzo delle risorse ad un altro programma. Viene tutto organizzato in file → il file è un contenitore logico di informazioni che continua ad esistere anche dopo il suo utilizzo. È caratterizzato da un identificatore e un percorso. Es: C:utenti/paolo/desktop/lezione/slide/lezione LEZIONE 8 SCRIVERE UN PROGRAMMA: strumento per risolvere problemi. Il programmatore: figura che corrisponde all’istruttore → analizza il problema, trova un modello di soluzione e la definisce. Il calcolatore/esecutore: strumento per mezzo del quale la soluzione viene messa in atto. Nel mezzo, dove abbiamo la soluzione descritta c’è il software. Conoscenza di come si risolve il problema → descrizione della soluzione → effettiva capacità di eseguire la proceduta risolutiva di un problema. I computer sono degli esecutori, macchine perfette: veloci e praticamente zero errori. Sono calcolatori, quindi la procedura deve essere una sequenza finita di istruzioni e/o azioni elementari che possono essere eseguite dall’esecutore del problema. Il punto di partenza del problema è noto e lo deve essere anche il punto di arrivo e sempre raggiungibile anche quando non è possibile arrivare alla soluzione sperata. Es: trovare il maggiore tra due numeri uguali - > deve esserci una soluzione anche in questo caso. PROCEDURA EFFETTIVA PER UN ESECUTORE: ➢ Tutte le azioni della successione sono elementari per l’esecutore
è il mezzo di comunicazione per la comunicazione di massa. → evoluzione della radio e televisione. Offre molti servizi e vari contenuti (praticamente infiniti) per facilitare la quotidianità → attraverso le app si possono fare moltissime cose. INTERNET È LA COMPOSIZIONE ETEROGENEA DI RETI CHE COMUNICANO TRA DI LORO ATTRAVERSO IL PROTOCOLLO TCP/IP Nasce nel 1966; Guerra Fredda. → sede di Washington dell’ARPA si progetta un sistema per collegare tutti i centri di ricerca ARPA e garantire il mantenimento delle informazioni anche in caso di disastro nucleare. 1969 → 4 centri di ricerca vengono collegati = ARPANET (sistema di strutture indipendenti collegate tra di loro). 1972 → 15 nodi; introduzione di FTP (File Transfer Protocol) e SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) 1973 → prima dorsale transoceanica 1974 → ARPANET collega oltre 30 centri sparsi per tutto il territorio americano e non solo (anche a Londra e in Norvegia). Ogni nodo della rete è connesso in abbondanza anche con altri nodi = la rete mantiene la propria funzionalità anche in caso di distruzione parziale del sistema. ARPANET si diffonde sempre di più, il culmine nel 1983 → ARPANET si separa in due: una parte di rete “pubblica” collega le università, l’altra parte collega centri di ricerca militare. 6 Agosto 1991 → Nascita del WWW presso di CERN di Ginevra. Una RETE è una struttura ben definita composta da: ➢ NODI = dispositivi fisici (hardware) che sono in grado di comunicare tra di loro ➢ COLLEGAMENTI = connessioni fisiche tra un nodo è l’altro. Tipi di rete:
- Connessione punto a punto → 2 nodi
- Rete a stella → un unico computer centrali che gestisce vari dispositivi
- Architetture distribuite: LAN (Local Area Network) MAN (Metropolitan) WAN (Wide). LAN = rete costituita da computer collegati tra loro all’interno di un ambito fisico circoscritto; es: ambiente domestico. ( smartphone, stampanti, tv, pc...)
MAN = versione ampliata, comprende un numero indefinito di LAN. es: città WAN = versione ampliata della MAN, sono connessioni tra tante LAN estese geograficamente. È una rete composta da reti. Una WAN ha: ➢ HOST: computer o server connessi alla rete ➢ LINEE DI COMUNICAZIONE ➢ ROUTER, HUB: dispositivi usati per collegare due o più linee di comunicazione tra loro Internet è una WAN, tante LAN collegate tra di loro. Requisiti di una comunicazione: ✓ Canale di comunicazione garantito dalla rete stessa che collega i dispositivi. ✓ Conoscenza di un comune linguaggio di comunicazione: protocolli di trasmissione che permette di scambiarsi dati secondo delle regole. ✓ Conoscenza di un argomento riguardo al quale scambiarsi informazioni: protocollo applicativo che permette di interpretare i dati trasmessi La cooperazione di questi due protocolli determina i protocolli di comunicazione in rete. Regolano come devono essere scambiarsi i pacchetti = informazioni trasmesse con brevi impulsi elettrici. Ogni pacchetto deve avere un mittente e un destinatario. I due computer devono seguire gli stessi protocolli per poter comunicare:
- Specificare velocità di trasmissione
- Formato dei dati
- Struttura dei pacchetti
- Ecc.… Definire tutti questi parametri in un solo protocollo è impossibile → insieme di protocolli: ogni protocollo di occupa di un dettaglio limitato della comunicazione e condivide le informazioni con gli altri.
- Messaggio originario
- Protocollo applicativo
- Protocollo di trasmissione
- Canale di trasmissione
- Protocollo di trasmissione
➢ BRIDGE → congiunge tra di loro solo due segmenti di una stessa rete ma a livello di collegamento dati (livello 2) ➢ SWITCH → lavora come il bridge al livello 2 ma riesce a unire più di due segmenti della stessa rete ➢ ROUTER → connette due o più reti tra di loro ed opera a livello di rete (livello 3). È in grado di gestire i protocolli di rete indipendentemente dai diversi tipi di reti fisiche connesse (via cavo e via Wi-Fi allo stesso tempo) INTERNET È UN INSIEME ETEROGENEO DI RETI INTERCONNESSE CHE SI SCAMBIANO INFORMAZIONI SECONDO IL PROTOCOLLO TCP/IP Dove: TCP = è il protocollo per lo scambio di segmenti a livello di trasporto (livello 4 ISO/OSI) IP = è il protocollo per lo scambio di pacchetti a livello di rete (livello 3 ISO/OSI) Una qualunque infrastruttura che adotta i protocolli TCP/IP per i livelli di trasporto e di rete è una rete internet L’insieme di tutte le reti del mondo lo definiamo Internet. LEZIONE 10 Il modello ISO/OSI è un modello teorico che delinea e definisce le linee guida da seguire per la definizione di un protocollo di rete. il modello OSI scompone il problema della gestione della comunicazione in rete in tanti sotto problemi, ognuno relativo ad un livello. I 7 livelli di cui è composto il modello racchiudono delle linee guida. Il modello ISO/OSI ha permesso la creazione di un numero elevato di protocolli applicativi progettati apposta per specifiche tipologie di comunicazione, facendo in modo che tutte potessero comunicare col protocollo TCP/IP per la trasmissione dei dati. A seconda della tipologia fisica dei canali di comunicazione sono stati definiti molti protocolli di livello 2 e 1, specializzati ma capaci di collaborare con i livelli superiori e inferiori. Tutte le informazioni vengono “incapsulate” per essere trasmesse al livello successivo. Quando le informazioni raggiungono il livello 1 e sarà pronto per l’immissione nel canale fisico di trasmissione, sarà contenuto dentro ad un pacchetto contenete altri pacchetti. (ogni pacchetto = un protocollo di rete).
Il ricevente avrà visibilità solo all’ultimo pacchetto, i vari protocolli di rete poi si occuperanno di spacchettare livello per livello, permettendo al destinatario di sapere il primo messaggio trasmesso. Caratteristiche di TCP/IP: (protocolli di livello 4 e 3) le comunicazioni di rete garantiscono ai mittenti e destinatari che le informazioni vengano tramesse nell’ordine corretto e dalle corrette applicazioni che le hanno richieste. Ciò è garantito da: ➢ Indirizzo IP → associato univocamente ad ogni dispositivo connesso in una LAN (permette di consegnare i pacchetti ai giusti destinatari) ➢ Porta TCP → indirizzo virtuale interno al dispositivo (permette di consegnare i pacchetti alle giuste applicazioni) Il protocollo TCP aggiunge:
- Un numero ordinale che permette di riordinare i pacchetti
- Un codice di controllo ( checksum ) che assicura che un pacchetto sia stato ricevuto correttamente Il protocollo IP identifica il dispositivo connesso alla rete. Garantisce in fase di trasmissione che quel dispositivo sia l’unico a ricevere il messaggio. Si compone di 4 byte = 4 valori decimali compresi tra 0 e 255. Ogni carattere è distanziato da un punto (165.178.10.56) o Combinando le peculiarità del protocollo TCP (livello 4) con quelle del protocollo IP (livello 3) si può fornire un servizio di trasmissione in rete che abbia un’elevata efficienza di trasmissione garantita dal protocollo IP e un’alta affidabilità di ricezione garantita dal protocollo TCP. LEZIONE 1 1 PROTOCOLLO HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) è un protocollo applicativo che viene utilizzato per il trasferimento di contenuti informativi attraverso il web. Viene utilizzato ogni volta che navighiamo sul web o utilizziamo un’app i cui dati risiedono nel cloud. All’interno di una rete più ampia si va a identificare una sola porzione in cui il client e il server sono messi in collegamento tra loro. Sono quindi due dispositivi collegati tra di loro.
