informatica tecnologia e comunicazione, Sintesi del corso di Informatica per la ricerca sociale

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TECNOLOGIA E COMUNICAZIONE

Le teorie della comunicazione

La teoria generazionale Strauss-Howe

Chi appartiene a una generazione ne è in qualche misura ‘’plasmato’’ e tende ad avere tratti comuni con i propri coetanei. Ogni generazione prende avvio con una svolta: 1a generazione (1° svolta) - un’epoca caratterizzata da una euforia, in seguito al superamento di una crisi e scaturisce un senso di collettività. 2a generazione (2° svolta) - è il momento del risveglio, caratterizzato da desideri spirituali ma anche individualistici che mettono in discussione l’ordine costituito, portando alla rivendicazione di nuovi valori. 3a generazione (3° svolta) - periodo di disfacimento che vede il prevalere di comportamenti cinici, irresponsabile. 4a generazione (4° svolta) - è la vera e propria crisi, in cui vengono meno diritti e certezze e in cui le autorità governano con il pugno di ferro. In questa epoca, pervasa dall’idea che ci sia una minaccia esterna, si gettano le basi per il riemergere del senso di collettività. Strumenti di comunicazione In ordine cronologico* I. La stampa ( Magonza, 1450, Johann Gutenberg ); II. La fotografia ( 1839, Louisiana Daguerre, Dagherrotipo );

• Lastra di rame su cui è stato applicato elettroliticamente uno strato d’argento sensibilizzato alla luce con vapori di iodio.
• La lastra deve rimanere esposta per un periodo variabile tra i 10 e i 15 minuti.
• Con vapori di mercurio si rendono biancastre le zone precedentemente esposte alla luce.
• L’immagine ottenuta deve essere osservata sotto un angolo particolare per riflettere la luce in modo opportuno. III. Il telefono ( 1871, Antonio Meucci ). Alexander Grahm Bell nel 1876 lo ‘reinventò’ e sfruttò commercialmente. Meucci morì nel 1889 e solo nel 2002 la Camera dei Rappresentanti degli Stati Uniti riconobbe che l’invenzione gli apparteneva. IV. La radio: - 1893, Nikola Tesla, dimostrazione di comunicazione radio senza fili;

• ARPANET fu sviluppato con la collaborazione di varie università americane, aveva lo scopo di costruire una rete di comunicazione militare sicura;
• Con il passare del tempo, l’esercito si disinteressò sempre più del progetto;
• Rimase sotto il pieno controllo delle università, diventando un utile strumento per scambiare le conoscenze scientifiche e per comunicare; IV. La posta elettronica, 1971, Ray Tomlinson, programmatore statunitense, utilizzò Arpanet per trasmettere un messaggio da un nodo all’altro della rete e decise di usare il segno ‘@‘ per dividere il nome del destinatario da quello della macchina;

- la posta elettronica nella forma in cui oggi la conosciamo (e-mail) la

dobbiamo a Shiva Ayyadurai, uno studente di origine indiana; nel 1979 a soli 15 anni mise a punto il sistema di electronic mail; diventato uno scienziato nel Massachusetts Institute of Technology (MIT), ha ottenuto nel 1982 il brevetto dallo U. S. Copyright Office, come inventore della prima email in senso moderno. V. Il telefono cellulare, 3 aprile 1973, Martin Cooper, viene considerato l’inventore del primo telefono cellulare portatile e la prima persona ad aver effettuato una chiamata in pubblico con un prototipo di telefono cellulare. In Europa, i primi cellulari sono stati commercializzati a partire dal 1989 e nel 1997 fu commercializzato il primo telefono a conchiglia, il Motorola StarTAC. Realtà Virtuale e Realtà Aumentata Il termine REALTÀ VIRTUALE ( Virtual Reality - VR) indica un ambiente tri-dimensionale totalmente digitale generato da un computer. Attraverso un visore e dei controller l’ambiente può essere esplorato potendo inoltre compiere una serie di azioni. Spesso chi sperimenta la realtà virtuale ha difficoltà a considerare il mondo in cui è immerso come ‘non reale’. Con la realtà virtuale ci immergiamo in un mondo totalmente digitale.

Stereoscopio: Sir Charles Wheatstone fu il primo a descrivere la

stereopsi nel 1838. Nel 1840 gli fu assegnata la Medaglia Reale della Royal Society per la sua spiegazione della visione binoculare, che lo portò a costruire lo stereoscopio.

Stereopsi:

• ciascun occhio riceve un’immagine leggermente diversa;
• l’elaborazione delle disparità consente di percepire la profondità;
• le disparità binoculari sono naturalmente presenti quando si guarda una scena tridimensionale reale (si possono anche simulare presentando due immagini diverse separatamente a ciascun occhio).

Sensorama: 1956, uno dei primi sistemi VR.

Sword of Democles: dispositivo composto da due tubi a raggi catodici

ed elementi ottici che proiettano delle immagini generate al computer. Il prototipo era pesante e veniva collocato sopra la testa, da qui il nome ‘Spada di Damocle’. Proposto tra il 1965 e il 1968 da Ivan Sutherland, ricercatore presso l’Università dello Utah.

Unity: prima versione rilasciata nel 2005, è un motore grafico

multipiattaforma sviluppato da Unity Technologies. Consente lo sviluppo di videogiochi e altri contenuti interattivi, quali visualizzazioni architettoniche o animazioni 3D in tempo reale. La REALTÀ AUMENTATA (Augmented Reality - AR) è l’unione tra realtà virtuale e ambiente reale. L’utente può sovrapporre dei contenuti digitali alla realtà utilizzando uno smartphone, un tablet o degli appositi occhiali ( si è sempre in grado di distinguere tra la realtà e i contenuti digitali ). Si possono sovrapporre alla realtà: testi, immagini, oggetti, video, sensazioni tattili ed olfattive, suoni.

• Nel 1992 Tom Caudell e David Mizell inventano il termine ‘Augmented

Reality’ per indicare la sovrapposizione di elementi virtuali a scene reali.

• I due ricercatori avevano realizzato per la^ Boeing^ un sistema di visore

indossabile in modo che gli operai potessero eseguire i loro compiti senza dover consultare manuali e operare con facilità all’interno di luoghi stretti e con poco spazio di manovra.

Word Wide Web 1991, Tim Berners-Lee; Cern, Ginevra. Definizione di standard e protocolli per scambiare documenti su reti di calcolatori: Il linguaggio HTML e il protocollo di rete HTTP. Berners-Lee organizzò anche il primo browser. Il primo sito era visibile solo ai dipendenti e collaboratori del CERN. Dopo due anni in cui era stato usato solo dalla comunità scientifica, il 30 aprile 1993 il CERN decise di mettere il WWW a disposizione di tutti rilasciandone il codice sorgente in pubblico dominio. Ebbe un veloce e ampio successo. 1998 - Google / 2008 - Google Chrome Il browser = ‘to browse’, sfogliare le pagine di un libro. In principio era stato chiamato WorldWideWeb poi Nexus:

1. NCSA MOSAIC, 1993 Marc Andreessen ed Eric Bina;
2. NETSCAPE, 1994
3. INTERNET EXPLORER, 1995 = MICROSOFT EDGE 2015
4. OPERA, 1995
5. FIREFOX, 2004
6. SAFARI, 2003
7. CHROME, 2008 Browser Market Share Worldwide: UC Browser è sviluppato dalla società cino-singaporiana UCWeb, di proprietà del gruppo Alibaba. In alcuni dei mercati asiatici in rapida crescita, come l’India e l’Indonesia, è più popolare di Google Chrome.

Google ( azienda )

Dal 1996, Larry Page e Sergey Brin, studenti laureati alla Stanford University iniziarono a sviluppare un motore di ricerca chiamato ‘ BackRub’ che utilizzava i link per determinare l’importanza delle singole pagine web. Nel 1998 viene formalizzato, creando la società prendendo il nome del motore di ricerca: Google ( il nome è un gioco di parole basato sula parola ‘googol’, inventata da Milton Sitotta, nipote del matematico Kasner, per riferirsi al numero rappresentato da un ‘1’ seguito da cento ‘0’). Sede ‘Googleplex’: Mountain View, Contea di Santa Clara, California.

Alphabet

È un complesso di aziende, tra cui il più grande, Google.

Google (motore di ricerca)

Il Web server che viene installato nei server Google è un applicativo personalizzato, Google Web Server. Il numero di Server di Google non è ufficiale. Sono stati stimati 2.5 milioni di unità. In Europa, Google è presente con 6 data center principali; ogni singolo data center contiene più di 75000 macchine e gestisce al suo interno 1000 Tbit/sec di banda. I data center sono tutti interconnessi tra di loro attraverso una dorsale con tecnologia SDN. Tutti i dati vengono distribuiti tra più storage in luoghi fisici diversi quindi suddivisi e replicati in più sistemi per evitare Single Point Of Failure (SPOF). Google utilizza una tecnologia basata su hardware e software avanzato. La velocità con cui possono essere eseguite le ricerche è attribuibile in parte all’efficienza dell’ algoritmo di ricerca e in parte all’elevato numero di PC collegati in rete. Il nucleo principale del software è rappresentato da PageRank che consiste in un sistema che permette di classificare le pagine Web in orine di importanza. PageRank Il sistema è stato sviluppato dagli stessi Page e Brin all’università di Stanford. PageRank continua ad essere l’elemento chiave degli strumenti di ricerca di Google. Usando dei software specifici il web viene esplorato automaticamente e indicizzato seguendo i link presenti nei siti web. Una pagina per essere indicizzata da Google deve essere linkato altrimenti sarà difficile che compaia nei risultati di ricerca; Web, Deep Web e Dark Web L’Internet di superficie (Web) è la parte della Rete che viene mappata dai motori di ricerca, come Google o Bing. Deep Web e Dark Web indicano due territori digitali differenti:

Be There (esserci):

• Essere presenti nei diversi punti del^ Customer Journey^ ovvero il percorso che il cliente intraprende quando instaura una relazione con un’impresa;
• Esserci nei^ Micro-moments^ ovvero quegli istanti in cui grazie al cellulare, il rapporto con la marca si attiva, può accadere in qualunque momento e luogo; i consumatori si aspettano che i marchi rispondano negli stessi precisi momenti. Be Useful (essere utili):
• Soddisfare le esigenze dei consumatori e connettere le persone ai contenuti che stanno cercando;
• Poter gestire contenuti personalizzati significa garantire la migliore esperienza; Be Quickly (essere veloci):
• Gli utenti^ Mobile^ vogliono sapere, andare, e comprare in modo rapido ed efficace;
• L’esperienza da^ Mobile^ deve essere progettata per essere veloce, facile e deve raggiungere l’utente al momento opportuno.

Informatica

Il termine ‘informatica’ nasce nel 1962 in Francia dalla compressione dell’espressione ‘gestione automatica dell’informazione’. Si intende : ‘L’azione di comunicare dei contenuti attraverso un mezzo’; L’elaborazione delle informazioni eseguita in maniera automatica o assistita. Cosa è Automatico?: ciò che può essere eseguito senza intervento umano, o che viene eseguito simulando l’intervento umano ( attività ripetitive di calcoli complessi).

Storia:

Trasmettere ed elaborare informazioni richiede energia: le prime fonti utilizzate sono state l’energia animale, il vento, l’acqua ( più facile da utilizzare) e il fuoco. Gli automi: il tentativo di creare degli imitatori del comportamento umano, degli automi, risale a tempi molto lontani. Macchina automatica: Al Jazari, 1204, dispositivo di pompa a catena; macchina per il sollevamento dell’acqua. I sistemi di calcolo: La necessità di contare è legata alla necessità di fare commerci, pagare tasse, costruire calendari, organizzare gli eserciti, ecc.. La maggior parte dei sistemi serviva a svolgere le operazioni più semplici come somme o sottrazioni, ma altre erano più difficili; I materiali a disposizione erano tavolette di argilla o cera. La pergamena era costosa. La carta viene utilizzata dopo il 600 a.C. Il calcolo automatico: 1600- Schickard costruisce una addizionatrice meccanica, uno dei primi strumenti da calcolo aritmetico. 1645- Blaise Pascal progetta a soli 20 anni una macchina semplice ed economica che esegue addizioni e sottrazioni, ‘ la Pascalina ’. La ruota di Lebniz = copia della Macchina da calcolo 1673 L’avvento del vapore: Nuova fonte di energia che modifica la produzione, filatoi e tessitura.

Il principio di funzionamento di un computer si basa sulla logica binaria ; Ciò che accomuna i transistor è la caratteristica di poter assumere solamente due stati: 0 = assenza di elettroni 1 = presenza di eletttroni Questa variabile che assume solo due stati (0 e 1) si chiama bit (‘binary digit’, cifra binaria) ed è l’unità minima di informazione che si possa trovare all’interno di un computer ed è anche alla base del calcolo binario. I PC operano su sequenze di 32 bit o 64 bit. Il nostro obiettivo è sempre quello di rappresentare l’informazione, quindi lettere, cifre, simboli nelle memorie di un computer. Un computer parla solo in binario. Sono oltre 130 i caratteri delle lingue occidentali che dobbiamo rappresentare nella memoria del computer. Per rappresentarli è necessario far corrispondere ad ogni simbolo della nostra scrittura un numero = CODIFICA BINARIA Otto bit = BYTE (numero composto da 8 cifre binarie quindi da 8 bit ). La corrispondenza tra le lettere e gli altri simboli della scrittura e i byte lo stabilisce una tabella che assegna ad ogni carattere o simbolo della scrittura un byte. Tabella creata da una istituzione statunitense ANSI. Il Byte è l’unità di misura dell’informazione digitale. Dalla codifica binaria si può apprendere che:

• Occorrono 8 bit (un byte) per rappresentare un carattere della scrittura;
• Occorrono 21 bit per rappresentare tutti i caratteri, simboli ed ideogrammi degli alfabeti presenti sulla terra;
• Il bit è una cifra binaria (0 o 1) ed è la più piccola entità rappresentabile nella memoria di un computer;
• Il suo multiplo è il byte.

Digitalizzazione delle immagini

Codifica delle immagini: l’utilizzo delle immagini nei computer è stato reso possibile al momento che la potenza di calcolo e la memoria dei computer sono riusciti a gestire grossa mole di dati contenuta in una semplice immagine; La codifica delle immagini è la più complessa. Prevede la scomposizione dell’immagine in una griglia di tanti elementi. Le immagini possono essere memorizzate in forma numerica (digitale) suddividendole in milioni di punti. Ogni quadratino di questa griglia prende il nome di pixel (picture element). Ad ogni pixel può essere assegnato un valore binario a es. 0 se nel quadratino prevale il bianco o 1 se prevale il nero. Ogni pixel assume come valore il colore medio dell’area che rappresenta; La griglia è ordinata dal basso verso l’alto e da sinistra verso destra; L’insieme dei valori dei pixel è una approssimazione dell’immagine.

Aspect ratio: è il rapporto tra la larghezza e l’altezza di un immagine.

Spettro visivo: l’occhio riesce a percepire solo se la lunghezza d’onda

rientra all’interno dello spettro visivo nell’intervallo 380-780 nanometri (un nanometro è 10(-9) metri). La percezione visiva è però influenzata da tre fattori: brillantezza, tonalità e saturazione. I colori primari sono: rosso, verde e blu, usati per produrre tutti i colori visibili sullo schermo. Dalla sovrapposizione dei tre colori deriva il bianco. Il giallo di ottiene dall’addizione del rosso e del verde.

Lo scanner è composto da una serie di diodi cosiddetti CCD che

rilevano la quantità dei tre colori presenti in un punto dell’immagine. Uno dei formati più utilizzati online è: JPEG (.jpg), è una compressione con ‘perdita di dati’ Sceglie il livello di compressione e modula il rapporto qualità immagine

• dimensione file Uno dei formati più usati per la stampa è: TIFF (.tif), formato che permette di salvare le immagini in varie modalità ( bianco e nero, scala di grigio, colori RGB, colori CMYK).

• Nessun rischio:^ non c’è pericolo di compromettere il risultato^ finale

come invece può avvenire con la pellicola;

• Fotoritocco:^ con un apposito programma di fotoritocco si può

lavorare sulle foto modificandole o correggendo i difetti. Svantaggi della fotografia digitale:

• Il prezzo: il costo di una macchina fotografica digitale è superiore a quella di una qualsiasi fotocamera analogica.
• Consumo di energia: mentre la macchina tradizionale richiede solo una o due batterie, quella digitale necessita del caricamento continuo e regolare della batteria.
• Minore qualità: per una qualità immagine migliore è necessario ricorrere a fotocamere dal costo elevato
• Esiguità dei comandi: solo le più costose camere digitali hanno i comandi manuali;
• Dimensioni di file: + complessità + descrizioni + dimensioni del file per contenerle;
• Contrasto dinamico: chiamato anche gamma dinamica o dynamic range, limitato nelle digitali.

Video Digitale

Segnale video: l’immagine viene prodotta raccogliendo l’informazione relativa al colore associato ai diversi punti, generati dalla radiazione luminosa che incide su una matrice di rivelazione in un determinato istante; Visione umana: il nostro sistema di visione genera una percezione continua del tempo della scena che stiamo osservando grazie alla POV ( Persistence of Vision) In un secondo possiamo percepire più di 200 immagini retiniche.ù Dispositivi di acquisizione video: Per acquisire un flusso di informazione ( come un filmato) che può essere percepito dagli essere umani raccolgono un numero specifico di immagini al secondo:

- Teleconferenza: 10 immagini al secondo

- Film muto: 16 immagini al secondo

- Film sonoro: 24 immagini al secondo

- Televisione: 25.30 immagini al secondo

Video analogico: il segnale contiene sia le informazioni di luminante che quelle di crominanza; le varie sequenze di immagini sono convertite in segnali elettrici memorizzati su nastri magnetici. Vantaggi e svantaggi:

• Basso costo della procedura;
• Perdita qualitativa susseguente alla registrazione;
• Difficile elaborazione del segnale; Dall’immagine al segnale: Il numero delle immagini al secondo si misura con il frame rate fps (frame per second). Il sistema visivo umano è in grado di percepire immagini in movimento senza avvertire la sensazione che siano una sequenza se il frame rate è di almeno 25 fps Il bit-rate di un segnale video si calcola a partire dal suo frame-rate e dal modo i cui codifichiamo ogni singola immagine. La compressione video: Le tecniche di compressione video si suddividono in:

• Tecniche lossless,^ dove la compressione è n processo reversibile che

avviene senza perdita di informazione;

• Tecniche lossy,^ dove la compressione non è reversibile.

È possibile comprimere un segnale video sfruttando:

- la ridondanza spaziale e la ridondanza temporale;

- Le caratteristiche del sistema visivo umano

La codifica intra-frames si occupa di rimuovere questa ridondanza spaziale all’interno dello stesso fotogramma.

Il computer palmare = computer di ridotte dimensioni, tali da essere portati sul palmo della mano; Lo smartphone = è un dispositivo portatile che abbina funzionalità di telefono cellulare a quelle di gestione di dati personali; COMPONENTI:

• Case^ è il contenitore in cui vengono montati la scheda madre, i dischi

• Motherboard^ (scheda madre)

• Processori^ CPU (central processing unit) Chipsets (altri processori);

• Memorie^ centrale RAM (Random acces memory) o interna; di massa

o esterna;

• Bus^ per veicolare le informazioni tra le diverse componenti;

• Porte^ di comunicazione di input/output

• Dispositivi di ingresso^ (tastiera, mouse, scanner,..)

• Dispositivi di uscita^ (schermo, stampante).

Scheda madre (motherboard):

• Svolge funzioni di integrazione e comunicazione tra le altre componenti;
• È responsabile della trasmissione e temporizzazione corretta di centinaia di segnali diverse; CPU Socket: il socket è il connettore utilizzato per installare la CPU sulla scheda madre; è saldato alla scheda madre; esistono diversi tipi di socket a seconda del tipo di CPU Il Chipset: è il cuore di una scheda madre. Smista e regola il traffico di informazioni passanti attraverso il Bus di sistema, fra CPU, RAM e controller delle periferiche input/output. Le operazioni un tempo svolte dal Northbridge oggi sono gestite direttamente dal processore in modo più veloce. Il North Bridge: è un circuito integrato che ha il compito di gestire il traffico dei dati tra CPU, RAM e schede di espansione principali (PCI, PCI express e AGP). I modelli più recenti incorporano anche le interfacce SATA per gli hard disk. Comunica direttamente con la CPU. Gestisce le interfacce ad alta velocità.

Il South Bridge: (chiamato anche ICH) è il circuito integrato (chip) che gestisce il traffico dei dati tra la CPU, l’hard disk, le memorie ottiche, le porte USB, Firewire, seriale e parallela, e tutti i dispositivi esterni. Comunica con la CPU tramite il South bridge. Gestisce le interfacce a basa velocità. Il BUS: è un canale che permette a periferiche e componenti del sistema di ‘dialogare’ tra oro; un solo bus pò collegare tra loro più dispositivi; le connessioni elettriche possono essere su circuito stampato o tramite apposito cavo; La batteria a Litio: (batteria tampone) serve quando il PC è spento, ad alimentare l’orologio del sistema e a conservare alcuni parametri di configurazione dell’hardware; non ha una durata eterna, potrebbe essere necessario sostituirla. Slot per le schede di espansione: servono ad ospitare tutte le schede aggiuntive

• ISA (ormai superato);

• AGP (destinato solo ale schede video);

• PCI (presente in molte schede madri);

• PCI-E (utilizzato per tutti i tipi di scheda, compresa quella video)

Le porte:

• La porta USB è adatta per connettere al computer qualunque tipo di dispositivo purché compatibile con collegamento USB.
• È un’evoluzione della porta seriale, il metodo di invio e ricezione dei dati è di tipo seriale e bidirezionale ma ad alta velocità;
• Si posso collegare e scollegare ‘a caldo’ ( computer acceso);
• Lo standard più recente è di 3.1.
• La porta Firewire è uno standard per la connessione di periferiche multimediali al computer ( archiviazione e trasferimento veloce di file video) Il Raspberry Pi è un sigle-board computer (un calcolatore implementato su una sola scheda elettronica) sviluppato nel Regno Unito dalla Raspberry Pi Foundation. Il suo lancio al pubblico è avvenuto il 29 febbraio 2012. L’idea di base è la realizzazione di un dispositivo