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informatica umanistica
Fondamenti di informatica
1. Il trattamento automatico dell’informazione
Il termine informatica deriva dal francese informatique (information + automatique) e l’informatica è la disciplina che si occupa di progettare e costruire macchine in grado di trattare o elaborare automaticamente l’informazione. Le macchine in grado di fare ciò devono garantire benefici rispetto all’elaborazione condotta dall’uomo. L’attenzione dell’uomo verso la realizzazione di elaboratori semi-automatici e automatici ha condotto alla diffusione del termine calcolatore in alternativa a quello di elaboratore (calcola in forma quantitativa e, quindi, numerica). Negli ultimi decenni il potenziale dei calcolatori si è incrementato, e la congruenza tra tecnologia dell’informazione e telecomunicazioni (comunicazioni che si occupano di trasmissione dell’informazione a distanza) ha dato origine ad una disciplina chiamata information and comunication tecnology (ICT).
1.1 il dato, l’informazione e la conoscenza
Il termine informazione assume significati e valenze differenti in base ai contesti. Nell’ambito dell’informatica è importante mettere in relazione il significato di questo termine con quello di dato e conoscenza. Dato , informazione e conoscenza si collocano su tre livelli, in ordine crescente, di astrazione. Il dato è un insieme di simboli (tracciati su un supporto fisico che rappresenta una proprietà di un oggetto nel mondo reale senza contenere alcun riferimento alla proprietà stessa); mentre l’ informazione è un dato messo in relazione con la proprietà a cui si riferisce. Si può parlare di conoscenza quando si dispone di regole che permettono di trarre vantaggio dall’informazione.
1.2 i linguaggi formali
Per comunicare gli uomini hanno creato una serie di linguaggi naturali, questi linguaggi sono però ambigui perché qualsiasi costrutto formulato in tali linguaggi è potenzialmente polisemico e per il calcolatore l’ambiguità è un problema. I linguaggi formali vengono sviluppati e impiegati negli ambiti in cui è importante evitare l’ambiguità. La loro definizione prevede: 1. l’individuazione di un alfabeto , un elenco finito di simboli; 2. la definizione di una grammatica formale ovvero l’insieme di regole sintattiche che specificano come i simboli dell’alfabeto possono essere combinati tra loro. Le semantiche formali consentono di attribuire un significato alle frasi in linguaggio formale.
1.3 la codifica e la rappresentazione dell’informazione
I simboli esprimono i dati che rappresentano l’informazione. Nella vita quotidiana le informazioni numeriche, ad esempio, si possono rappresentare mediante simboli come le cifre arabe, la codifica romana o la rappresentazione testuale. Se consideriamo un alfabeto ridotto che contiene solo i simboli “0” e “1”, un bit (binary digit), è un simbolo scelto su tale alfabeto. Il BIT è l’unità di base dei calcolatori per codificare le informazioni. L’adozione di un alfabeto binario per la codifica delle informazioni nei calcolatori dipende dalla semplicità con cui i simboli possono essere rappresentati da dispositivi bistabili (in grado di assumere due configurazioni alternative e di permanere stabilmente nella configurazione loro assegnata). Si definisce byte una sequenza di 8 bit.
1.4 gli strumenti per l’elaborazione dell’informazione
Con le espressioni elaborazione dell’informazione e trattamento dell’informazione si indica una qualsiasi attività condotta sull’informazione che comprende almeno: 1. creazione, 2. modifica o eliminazione, 3. confronto, 4. conservazione (comunicazione a distanza nel tempo), 5. trasmissione (comunicazione a distanza nello spazio) a soggetti specifici o a soggetti non determinati (diffusione). Un’attività di trattamento dell’informazione può essere ricondotta ad uno schema che prevede dei passi:
- l’informazione viene codificata sotto forma di dati , simboli tracciati su un supporto fisico;
- il supporto viene sottoposto a trasformazione fisica che genera nuovi dati , nuove sequenze di simboli;
- i dati generati dal processo precedente vengono decodificati e apportano nuova informazione. L’informazione di ingresso (1) è detta input , mentre quella di uscita (3) è detta output.
Può accadere che si debba insegnare ad altri come compiere la trasformazione fisica implicata in un trattamento dell’informazione e quindi che si debbano fornire ad un esecutore le istruzioni che gli consentono di operare in modo autonomo e automatico (algoritmo). Nella storia sono stati concepiti diversi strumenti formali per l’elaborazione dell’informazione combinati di linguaggi formali e algoritmi. I linguaggi di programmazione sono dei linguaggi formali progettati per descrivere algoritmi in modo tale che possano essere eseguiti da un moderno calcolatore. Sono caratterizzati da sintassi semplice, semantica limitata e ambiguità assente. La formulazione di un algoritmo in un linguaggio di programmazione è definita programma e un programmatore è colui che scrive i programmi.
1.5 dispositivi automatici per l’elaborazione dell’informazione
È possibile effettuare una classificazione dei sistemi per il trattamento dell’informazione:
- sistemi manuali : codificano i dati, ma affidano all’uomo l’esecuzione delle trasformazioni su di esse;
- sistemi (semi) automatici rigidi : operano singole trasformazioni fisiche sui dati, ma richiedono continue indicazioni da parte dell’uomo che deve esercitare il controllo, l’indicazione della trasformazione che va di volta in volta eseguita;
- sistemi automatici flessibili : dispongono di una memoria all’interno della quale sono rappresentati dati e istruzioni e anche una codifica esplicita delle trasformazioni fisiche da operare sui dati stessi.
evoluzione storica dei sistemi per l’elaborazione dell’nformazione
Il primo strumento utilizzato per la rappresentazione dell’informazione numerica è costituito dalle 10 dita (la parola cifra, in inglese “digit”, deriva dal latino “digitus”, dito). Dal 2000 a.C. si inizia ad utilizzare l’ abaco , che è un sistema di calcolo manuale basato su una rappresentazione numerica proporzionale. Nel XVII secolo l’inglese William Oughtred realizzò il primo regolo calcolatore , un potente strumento di calcolo analogico. Pochi anni dopo il filosofo Blaise Pascal progettò e realizzò la pascalina , una calcolatrice meccanica che consentiva di calcolare utilizzando ruote dentate divise in dieci settori, le cifre del sistema decimale. Nello stesso periodo il filosofo e matematico tedesco Gottfried Wilhelm von Leibniz realizzò lo stepped reckoner , una calcolatrice meccanica a manovella in grado di eseguire le 4 operazioni. Il filosofo e matematico inglese Charles Babbage progettò l’ ananlytical engine , una macchina in grado di operare input e output su schede perforate, dotata di una memoria. Pochi anni dopo, la matematica inglese Ada King scrisse un programma che consentiva all’analytical engine di calcolare i numeri di Bernoulli, guadagnandosi una fama di primo programmatore dei calcolatori. Konrad Zuse realizzò i prototipi di calcolatore basati sui relè elettromagnetici (relè è un interruttore elettrico la cui apertura e chiusura può essere controllata tramite circuito elettrico). L’ingegnere Tommy Flowers progettò e realizzò Colossus, il primo calcolatore completamente elettronico basato su valvole termoioniche (o tubi a vuoto). John Mauchly e John Presper Eckert realizzarono ENIAC (electronic numerical integrator and computer) il primo calcolatore elettronico universale (general-purpose) e intrapresero anche la progettazione di EDVAC (electronic discrete variabile automatic computer): un calcolatore elettronico programmabile che si discostava dal precedente essenzialmente per l’impiego di aritmetica binaria, non decimale; l’utilizzo di un unico dispositivo di memoria per le istruzioni e i dati. Negli anni ’50 i transistor (dispositivi di semiconduttori) cominciano ad essere disponibili sul mercato e a sostituire nei calcolatori le valvole termoioniche (erano meno costosi, veloci, più piccoli e affidabili). Negli anni ’60 i calcolatori divennero ancora più piccoli, veloci, economici e affidabili con l’impiego dei circuiti integrati (o microchip ), circuiti elettronici miniaturizzati che hanno portato all’introduzione del microprocessore. La velocità dell’evoluzione tecnologica che ha caratterizzato l’elettronica è rappresentata dalla legge di Moore , una constatazione empirica di Gordon Moore: osservò che dall’invenzione del circuito integrato, il numero di transistor che possono essere integrati in un unico circuito raddoppia approssimativamente ogni due anni; e notò che con la stessa velocità si evolvono molte caratteristiche dei dispositivi elettronici. Dagli anni ’60 si individuò il potenziale individuato dalla possibilità di interconnettere più elaboratori tra loro in rete allo scopo di consentire la comunicazione e la condivisione di risorse. La progressiva diffusione delle reti portò alla creazione di internet : una rete in grado di interconnettere elaboratori in tutto il mondo e di offrire ai suoi utilizzatori dei servizi. Negli anni ’80 cominciarono a diffondersi i computer palmari , elaboratori che potevano tenersi in mano e dotati di uno schermo tattile. E si osservò la diffusione di telefoni cellulari, dispositivi che consentono la comunicazione telefonica senza fili grazie al collegamento via radio supportato da una rete di antenne (rete di telecomunicazione cellulare).
Su un alloggiamento della scheda madre, denominato zoccolo , è installato il microprocessore (CPU costruito con tecnologie microelettroniche) mentre su altri slot specifici sono installate una o più schede di memoria centrale (RAM
- random access memory). Numerosi slot consentono l’installazione sulla scheda madre delle schede di espansione , interfacce specializzate nel collegamento e il trasferimento dei dati con i dispositivi periferici e di memoria di massa.
2.1 classificazione dei calcolatori
Tutti i calcolatori moderni sono equivalenti tra loro, ma si possono differenziare per delle caratteristiche come: velocità con cui porta a termine una elaborazione; capacità di archiviazione di dati, garantita dai dispositivi di memorizzazione; affidabilità – attitudine a funzionare a lungo senza manifestare guasti e malfunzionamenti; sicurezza – capacità di difendersi da accessi non autorizzati; dotazione di periferiche ; capacità di connettersi ad altri calcolatori per scambiare dati e condividere le risorse; dimensioni ; modularità – attitudine a consentire la sostituzione di componenti con altri grazie alla standardizzazione; scalabilità – attitudine a consentire la sostituzione di componenti con altri con caratteristiche migliorative; semplicità dell’ interazione da parte dell’utente; la dotazione di SW e il prezzo. Il personal computer ( PC ), costituito da unità centrale, video, tastiera e mouse, è diventato il calcolatore più comune per le sue caratteristiche studiate che lo rendono adatto all’utilizzo del singolo utente (calcolatore mono-utente). È apprezzato anche per l’uso domestico, viene chiamato home computer. La gran parte degli utilizzatori di PC non sono programmatori e si avvalgono di programmi preconfezionati (pacchettizzati). Con riferimento alla forma dell’unità centrale di un PC:
- un desktop ha uno chassis pensato per una collocazione orizzontale sulla scrivania, generalmente sotto il video;
- una tower ha uno chassis pensato per una collocazione verticale sulla scrivania o sul pavimento;
- uno small form factor è un desktop di dimensioni contenute pensato per essere nascosto sotto sotto la base di un video LCD. Il laptop è un PC progettato per la mobilità, tutti i componenti sono integrati in un’unità piccola e leggera, facilmente trasportabile. Può essere denominato in diversi modi: notebook di dimensioni simili ad un block notes; subnotebook di dimensioni minori di un notebook; netbook è studiato per l’impiego di applicazioni legate a internet, cui si connette senza fili; tablet PC è un notebook dotato di touch screen con il quale si interagisce, che spesso rende disponibili anche le funzioni di fotocamera digitale, navigatore, registratore audio, e-book reader. Un PDA (personal digital assistant), noto anche come handled PC , palmtop PC o pocket PC , racchiude le caratteristiche i un tablet PC, in dimensioni ridotte. Uno smartphone è un PDA che integra le funzioni di telefono cellulare. Sono molto diffusi anche i PC che supportano la connessione in output verso un apparecchio televisivo controllabile anche mediante un telecomando, dotato di periferiche audio e video di elevata qualità. Una workstation è molto simile ad un PC ma presenta caratteristiche superiori in velocità della CPU, capacità di memoria, qualità della grafica e affidabilità che la rendono più adatta in alcuni ambiti come il CAD (computer aided design), elaborazioni matematiche, statistiche, d’ingegneria e architettura e la grafica, con riferimento ad animazione e rendering. Altri computer sono invece multi-utente : più persone possono contemporaneamente avvalersi delle risorse computazionali dello stesso calcolatore eseguendo programmi diversi da postazioni di lavoro quali: PC : il computer multi-utente svolge la funzione di server, mentre il PC funge la funzione di client; videoterminale (o terminale): un dispositivo di I/O, costituito da video, tastiera e eventualmente mouse, non dotato di risorse computazionali proprie. Tra i calcolatori multi-utente, in funzione delle loro risorse computazionali, si distinguono:
- Minicomputer : calcolatore di fascia intermedia impiegato per elaborazioni dipartimentali nell’ambito di imprese medie e grandi;
- Mainframe : calcolatore di fascia alta impiegato per elaborazioni massive, basate su SW sviluppato ad hoc, nell’ambito delle grandi imprese;
- Supercomputer : calcolatore realizzato con tecnologie innovative e in grado di offrire, con SW sviluppati ad hoc, le elevatissime prestazioni computazionali richieste nell’ambito della ricerca tecnico-scientifica. Meno visibili sono i calcolatori embedded, ottimizzati per l’esecuzione di particolari SW e per essere collocati all’interno di altri sistemi.
2.2 il processore
La CPU ha il compito di eseguire istruzioni codificate in binario all’interno della memoria centrale, modificando i dati codificati nella memoria stessa, che è a sua volta formata da un insieme di unità elementari di memorizzazione ( celle ),
e ciascuna può contenere dati o istruzioni, identificate con un indirizzo numerico. La CPU, tramite il bus, legge o scrive in una cella di memoria specificandone l’indirizzo. Per svolgere le sue attività si avvale di registri , piccole unità di memorizzazione caratterizzate da velocità di lettura/scrittura. Dall’accensione allo spegnimento del calcolatore, la CPU continua a iterare su un ciclo composto da 4 attività:
- lettura dalla memoria ( fetch ): la CPU legge un’istruzione dalla memoria centrale e la memorizza nel registro IR (instruction register), il rispetto dell’ordine di esecuzione è garantito dal Program Counter (PC), che mantiene l’indirizzo della cella di memoria contenente la prossima istruzione da eseguire;
- decodifica : all’interno dell’istruzione viene identificata: la parte che specifica l’operazione da eseguire; le altre parti che identificano gli operandi, i dati cui tale operazione deve essere applicata.
- esecuzione : è demandata all’unità aritmetico-logica (ALU: arithmetic logic unit), un sottosistema della CPU contenente i circuiti per eseguire le operazioni elementari;
- scrittura : il risultato dell’esecuzione è trascritto in uno dei registri interni alla CPU. Il linguaggio macchina di ogni CPU prevede anche istruzioni di salto (jump), che modificano il valore del program counter per consentire di modificare il flusso di esecuzione (sequenziale) delle istruzioni e di realizzare interazioni o esecuzioni condizionate dal verificarsi di particolari condizioni. All’interno di un calcolatore è presente un dispositivo detto clock , in genere è costituito da un oscillatore al quarzo che scandisce le operazioni all’interno dei circuiti elettronici del calcolatore e li sincronizza. La frequenza di clock è misurata in hertz (numero di impulsi al secondo) e determina la velocità massima con cui la CPU è in grado di operare. Nei PC e nei server odierni spesso di impiegano processori multi- core : chip che integrano due o più CPU ciascuna delle quali è in grado di operare in parallelo alle altre a una frequenza che si gira intorno ad alcuni GHz (gigahertz).
2.3 la memoria centrale
La memoria centrale ( RAM , random access memory – supporta l’accesso diretto) è il dispositivo di memorizzazione con cui la CPU interagisce, tramite il bus, per leggere e scrivere istruzioni e dati. Consiste in un insieme di unità elementari di memorizzazione (celle) costituite da alcuni dispositivi bistabili, generalmente organizzati in gruppi da 8 (un byte), e può contenere un dato o un’istruzione ed è identificata da un indirizzo numerico. Realizzata con circuiti elettronici integrati, la memoria centrale si caratterizza per la sua volatilità : la sua capacità di memorizzazione richiede continuo flusso di alimentazione elettrica per cui lo spegnimento del calcolatore determina la cancellazione di tutto il suo contenuto. L’aggettivo “ centrale ” evidenzia il suo ruolo nei confronti di altri tipi di memorie, definite “secondarie” o “di massa” in grado di garantire la persistenza dei dati. Un qualsiasi dispositivo di memoria può supportare diversi tipi di accesso:
- accesso sequenziale : prima di poter leggere una cella è necessario leggere quelle che la precedono;
- accesso diretto : dato l’indirizzo di una cella, ne è possibile l’accesso immediato;
- accesso misto (diretto + sequenziale): con accesso diretto si accede ad un blocco di celle, all’interno del quale la singola cella viene individuata con una ricerca sequenziale;
- accesso associativo : l’accesso ad una cella non è guidato dal suo indirizzo ma dal suo contenuto che viene ricercato, in parallelo, su più celle. Ogni calcolatore dispone anche di una memoria aggiuntiva chiamata ROM (read only memory) può trattarsi di una memoria di sola lettura, ma frequentemente si tratta di una EPROM (erasable programmable read-only memory) il cui contenuto può essere modificato dal calcolatore con procedure di aggiornamento. La ROM contiene le istruzioni di inizializzazione del calcolatore eseguite all’avvio del medesimo ( bootstrap ) e funzioni di supporto e di diagnosi, utili nel caso di malfunzionamento.
2.4 le memorie di massa
Il calcolatore è dotato di altri dispositivi di memoria oltre alla RAM, questi sono le memorie di massa o memorie secondarie , le quali hanno come funzione principale garantire la persistenza dei dati. Sono in grado di offrire una maggiore capacità e un minor costo di memorizzazione (costo per byte, rapporto tra costo del dispositivo e capacità) a fronte dei tempi di accesso più lunghi. Alcune memorie di massa si basano su supporti rimovibili per la cui lettura e scrittura il calcolatore deve essere dotato di un apposito dispositivo, denominato drive che può essere integrato all’interno dello chassis del calcolatore o esterno (con un cavo). I supporti removibili possono facilmente essere spostati da un da un calcolatore all’altro per realizzare lo scambio di dati. Altre memorie di massa sono invece da considerarsi
Il DVD è stato introdotto per la distribuzione di materiale audiovisivo. Il laser impiegato per la lettura è rosso. I supporti DVD-R e DVD+R sono scrivibili (con tecnologie diverse e con masterizzatori diversi), DVD-RW , DVD+RW e DVD-RAM ; sono riscrivibili. Il BD deriva il suo nome dal fatto di essere letto con un laser caratterizzato da una lunghezza d’onda ancora inferiore, di colore blu-violetto.
3) le memorie flash
Una memoria flash , tecnicamente EEPROM (electrically erasable programmable read-only memory) è un support il cui contenuto informatico può essere scritto (programmato) o cancellato e riprogrammato mediante processi elettrici. Non richiede energia elettrica per conservare il suo contenuto ed è non volatile. Queste sono in grado di offrire una capacità intermedia tra quelle tipiche della RAM e del disco rigido. L’assenza di componenti meccanici garantisce un ridotto consumo di energia elettrica e una buona resistenza agli urti, alle temperature estreme e all’immersione nell’acqua. Per questo è naturale la loro veloce diffusione nei formati come memory card , drive USB e drive allo stato solido. Le memory card si presentano come piccole schede rimovibili, impiegate soprattutto come supporto di memoria in tablet, smartphone e altri dispositivi elettronici. I formati standard sono: PC Card , CompactFlash , Secure Digital card (SD), miniSD e microSD. Un drive USB integra una memoria flash e un’interfaccia USB in un dispositivo di dimensioni ridotte. La sua connessione ad una porta USB di un calcolatore ne consente l’accesso in lettura e scrittura e lo rende adatto allo scambio di dati tra calcolatori e al backup in ambiente domestico. I drive a stato solido , in sostituzione dei dischi rigidi, grazie ad un aspetto esteriore simile e ad un’interfaccia di I/O compatibile, per ottenere in cambio di un prezzo più elevato, velocità di I/O superiori. Le memorie flash presentano un limite per quanto riguarda il massimo numero di cicli di cancellazione-scrittura cui possono essere sottoposte prima di comprometterne l’affidabilità.
2.5 gerarchie e memoria
Una CPU moderna, soprattutto quando le sono richieste elaborazioni semplici su grosse quantità di dati, si trova spesso a perdere tempo. Un approccio adottato per ridurre gli effetti negativi derivanti da ciò di basa sul principio di località che si esprime in due forme: località temporale : se un programma fa riferimento ad una cella di memoria, è estremamente probabile che nell’immediato futuro faccia riferimento alla stessa cella; località spaziale : se un programma fa riferimento ad una cella di memoria è probabile che nell’immediato futuro faccia riferimento alle celle vicine ad essa. Dato un dispositivo di memorizzazione (M), una cache è un altro dispositivo di memorizzazione caratterizzato da una capacità limitata ma da una maggiore velocità. Quando si opera su un dato in M, una copia del dato viene mantenuta all’interno della cache, così che i riferimenti successivi siano più veloci perché realizzati sulla cache e non sulla M. Un calcolatore moderno dispone di una gerarchia di memorie, i cui livelli più vicini alla CPU si caratterizzano per maggiore velocità e minore capacità secondo questo schema:
- registri della CPU : nella CPU, garantiscono la massima velocità e una capacità di alcune centinaia di byte;
- cache di livello 1 : nella CPU, garantisce una capacità di qualche decina di kilobyte;
- cache di livello 2 : nella CPU, garantisce una capacità di 512 kilobyte o più;
- cache di livello 3 : nella CPU o sulla scheda madre, garantisce una capacità di 2 megabyte o più;
- memoria centrale ;
- dischi interni ;
- dischi esterni.
2.6 le periferiche
Le periferiche sono dispositivi connessi all’unità centrale di un calcolatore, che supportano l’I/O dei dati.
la connessione del calcolatore con le periferiche
La connessione si realizza tramite un’interfaccia collegata da una parte al bus e dall’altra al dispositivo. La comunicazione tra interfaccia e dispositivo può essere di due tipi: seriale : prevede la presenza di un unico canale consentendo la trasmissione di un singolo bit alla volta; parallela : prevede la presenza di più canali di trasmissione paralleli consentendo la trasmissione simultanea di gruppi di bit.
Sui PC sono comuni diverse connessioni come ad esempio:
- serial ATA (SATA), SCSI (small computer system interface), Serial Attached SCSI (SAS), interno all’unità centrale, collegamento di dischi rigidi, drive a stato solido, altri drive e masterizzatori al relativo controller;
- PS/2 : in corrispondenza di un’interfaccia seriale specifica per la connessione della tastiera o del mouse;
- VGA : spesso accompagnato o i più recenti connettori DVI, HDMI, per il collegamento dell’interfaccia grafica;
- minijack : per il collegamento della scheda audio a microfono, speaker e altri dispositivi audio I/O;
- RJ45 : per il collegamento dell’interfaccia di rete a una rete locale;
- USB : per il collegamento seriale di un’interfaccia USB;
- FireWire : per il collegamento di un’interfaccia FireWire con caratteristiche simili a quelle dell’interfaccia USB;
- interfaccia IrDA: per il collegamento seriale wireless a infrarossi tra mouse, tastiere, stampanti;
- interfaccia bluetooth : per il collegamento seriale wireless con caratteristiche simili a quelle dell’IrDA.
la tastiera
Rende disponibili un insieme di tasti identificati da simboli. La pressione del dito su uno dei tasti provoca l’input del simbolo ( carattere ) corrispondente. Alcuni tasti non producono direttamente alcuni input, ma, premuti in combinazione con altri, ne modificano l’effetto: tasti modificatori. Alcuni simboli come per esempio “€” “@” o “#” sono riportati nella parte inferiore dei tasti e per ottenere l’input deve essere premuto in contemporanea con il tasto modificatore . Alcuni tasti, come i tasti funzione o o combinazioni con tasti modificatori quali e vengono impiegati per consentire l’invio rapido di comandi ai software applicativi. Altri tasti, come i tasti freccia e hanno funzioni specifiche nell’ambito dell’editing di un testo.
il video
Il video, anche detto schermo , monitor o display è in grado di visualizzare immagini, testo e filmati. Possiamo descrivere lo schermo come costituito da una matrice di piccolissimi rettangoli detti pixel. La CPU gestisce lo schermo avvalendosi dell’intermediazione di una scheda grafica , una scheda di espansione che mantiene una mappa dello schermo, una memoria con le informazioni relative al colore da attribuire a ciascun pixel. Una delle caratteristiche più importanti del video è la dimensione dell’immagine visibile , normalmente misurata in pollici lungo la diagonale. Il rapporto d’aspetto è la frazione che esprime il rapporto tra le dimensioni della base e dell’altezza dell’immagine visualizzata, questo valore standard era 4:3, ma è sempre più comune il formato panoramico 16:9. La risoluzione indica il numero massimo di pixel visualizzabili nelle due dimensioni. Altre caratteristiche importanti sono la profondità di colore (quantità di colori alternativi assunti da un pixel), la luminosità , il contrasto , la frequenza d’aggiornamento (numero di volte in cui, in un secondo, viene ridisegnata l’immagine sullo schermo), l’ angolo di visibilità (l’angolo massimo rispetto alla verticale da cui si può guardare l’immagine senza che risulti deteriorata). Le tecnologie più frequentemente impiegate per la costruzione del video sono quelle a cristalli liquidi (LCD).
i dispositivi di puntamento
Sul video sono rappresentati oggetti grafici detti controlli con il quale l’utente può interagire in modo intuitivo servendosi di un dispositivo di puntamento ( pointing device ). Operando su di esso l’utente determina il movimento di un puntatore. Quando questo è portato in corrispondenza di uno dei controlli, l’utente può operare sul dispositivo scatenando l’esecuzione dell’operazione che il software associa al controllo. La pressione è comunemente definita click , lo stile d’interazione uomo-macchina è denominato point-and-click. Nei software dove i controlli più comuni sono le finestre (window), le icone (icon) e i menu , è anche detto WIMP (window, icon, menu, pointing device). Il dispositivo di puntamento per eccellenza è il mouse , un oggetto mantenuto sotto il palmo. Oltre allo scivolamento si può interagire con il mouse mediante uno o più pulsanti. Si parla di trascinamento quando si preme su un pulsante, lo si mantiene premuto mentre si trascina il mouse e alla posizione di destinazione, si rilascia. Nella parte superiore del mouse è presente una rotella di scorrimento che consente di interagire più efficacemente con specifici controlli della GUI. Altri dispositivi di puntamento:
- trackball : mouse meccanico rovesciato: fissa sulla superficie di appoggio, rende disponibile una sfera che viene fatta ruotare lungo i due assi, con la mano;
- joystick : è l’analog stick presente sui gamepad collegati alle console per videogiochi;
- touchpad : piccola superficie normalmente posizionata in prossimità di una tastiera, caratterizzata dalla presenza di sensori in grado di riconoscere la posizione e il movimento di un dito;
In output diventa anche convertitore digitale-analogico in grado di riconvertire la codifica digitale in segnale analogico e di inviarlo ad amplificatori, cuffie o altri dispositivi audio per trattamenti diversi. Nell’ambito musicale è evidente la tendenza a sostituire singoli strumentisti o orchestre con applicazioni software che consentono al calcolatore di eseguire una partitura con l’ausilio di suoni sintetizzati o campionati. Si parla di sintesi vocale in riferimento ad applicazioni che consentono al calcolatore di convertire un testo in parlato. Il riconoscimento vocale consiste nel processo inverso, la conversione del parlato in testo. Una tecnologia applicata alla voce è il VoIP (voice over internet protocol) il tradizionale apparecchio telefonico è sostituito da un calcolatore collegato ad internet e dotato di scheda sonora, microfono e cuffia audio.
combinazioni di periferiche
In alcuni ambiti più periferiche sono combinate tra loro al fine di consentire modalità di interazione uomo-macchina più efficaci. I sistemi di realtà virtuale spaziano da dispositivi mobili per arricchire con informazioni complementari ciò che l’utente vede nel mondo reale a vere e proprie infrastrutture che permettono un’immersione totale in una realtà virtuale. Possono essere composti da microcomputer indossabili (google glass) oppure contemplare una serie di calcolatori interconnessi in un cluster e collegati a proiettori, casse acustiche e sensori (CAVE: cave automatic virtual enviroment). Una combinazione di periferiche è la lavagna interattiva multimediale (LIM): una superficie interattiva che è gestita da un calcolatore con una specifica applicazione software che consente di scrivere, disegnare, presentare e anche di registrare quanto prodotto. Può avere un touchscreen di grandi dimensioni o può avere una superficie interattiva su cui un videoproiettore riproduce i contenuti grafici generati dal calcolatore.
Il software
1. Il software
La caratteristica che rende potente il moderno calcolatore rispetto ad ogni altra macchina e ai calcolatori che l’hanno preceduto è rappresentata dal fatto di disporre di un’unità di memorizzazione in cui trovano posto le istruzioni eseguite dal calcolatore per condurre l’elaborazione stessa: il software. Con l’impiego di software differenti, il calcolatore dimostra la sua flessibilità essendo in grado di risolvere o supportare l’uomo nella risoluzione di problemi molto diversi.
2. Gli algoritmi
Un algoritmo è una sequenza di istruzioni la cui esecuzione consente di realizzare un trattamento dell’informazione o di risolvere un problema. In varie forme, gli algoritmi sono presenti in gran numero nella vita quotidiana. Pellegrino Artusi pubblicò nel 1881 il manuale “la scienza in cucina e l’arte di mangiar bene” una raccolta di 790 ricette adottata per ragionare intorno al concetto di algoritmo. A proposito delle ricette valgono queste considerazioni, e le medesime valgono per gli algoritmi:
- un algoritmo presuppone la presenza di qualcuno o qualcosa in grado di eseguirlo, l’ esecutore ;
- l’algoritmo viene letto dall’esecutore che, partendo dai dati in input, esegue le istruzioni in esso riportate seguendo un ordine e giungendo a ottenere dati di output;
- l’algoritmo deve essere formulato in un linguaggio comprensibile all’esecutore;
- un esecutore può eseguire un algoritmo formulato in un linguaggio che non conosce a patto che l’algoritmo sia tradotto in un linguaggio che gli è noto;
- il linguaggio deve essere non ambiguo , ogni istruzione caratterizza univocamente una delle operazioni che l’esecutore può compiere;
- deve prevedere soltanto istruzioni elementari , che richiedono all’esecutore la condizione di operazioni elementari (che compie senza bisogno di specificazioni);
- un algoritmo può richiedere l’esecuzione di altri algoritmi precedentemente specificati;
- l’algoritmo deve specificare senza ambiguità l’ ordine di esecuzione delle istruzioni;
- l’algoritmo deve essere formulato in un numero finito di istruzioni ;
- l’esecuzione di un algoritmo deve terminare fornendo i dati di output in un tempo finito ;
- l’algoritmo deve essere deterministico ;
- un algoritmo parametrico è un algoritmo che, facendo riferimento ai dati in input, è in grado di risolvere non un solo problema ma una classe di problemi).
3. I programmi, i linguaggi di programmazione e i traduttori
Un linguaggio di programmazione è un linguaggio formale impiegato per descrivere algoritmi che devono essere eseguiti da un calcolatore. Un programma è un algoritmo espresso in un linguaggio di programmazione. Un programmatore è una persona che “insegna” algoritmi ai calcolatori, scrivendo programmi. Il linguaggio macchina è un linguaggio di programmazione. Programmare in linguaggio macchina, descrivere un algoritmo sotto forma di sequenze di bit, è un’attività estremamente noiosa e per cui va impiegato tempo ed energie. I programmatori hanno pensato di inventare il linguaggio assemblatore : un linguaggio di programmazione che ad ogni istruzione del linguaggio macchina associa una codifica mnemonica in lingua inglese. Gli stessi programmatori hanno realizzato un programma ( assemblatore ) che, leggendo in input il file contenente un programma scritto in linguaggio assemblatore, genera in output un altro file contenente la sua traduzione in linguaggio macchina e quindi eseguibile dalla CPU. Ciò ha suggerito l’idea di realizzare linguaggi di programmazione di alto livello più vicini, nella sintassi e nella semantica, ad altri linguaggi già impiegati dagli uomini in grado di rendere l’attività di programmazione più semplice e produttiva. L’attività di traduzione del linguaggio di programmazione di alto livello al linguaggio della macchina corrispondente può essere condotta dal calcolatore sotto la guida di un programma: il traduttore specifico per quel linguaggio di programmazione e per quel linguaggio macchina. Ne esistono di due tipi: compilatore : riceve in input l’intero programma in linguaggio di alto livello ( programma sorgente ) e produce in output la sua traduzione in linguaggio macchina ( programmatore oggetto ); interprete : riceve in input il programma sorgente e ne traduce le singole istruzioni facendole eseguire direttamente. L’interprete risulta vantaggioso per il programmatore nel corso dello sviluppo di un programma: in seguito ad una modifica alle istruzioni del programma sorgente, con l’interprete si può procedere immediatamente all’esecuzione e al testing. La combinazione di un calcolare e del relativo traduttore di un linguaggio di programmazione di alto livello costituisce una macchina astratta , contrapposta alla macchina fisica rappresentata dal solo calcolatore. Un programmatore che opera in linguaggio macchina e voglia realizzare lo stesso programma per diverse macchine fisiche è costretto ad imparare i rispettivi linguaggi macchina e a riscriverlo per ciascuno di essi; mentre se conosce un linguaggio di alto livello può utilizzare quest’ultimo per scrivere il programma, ragionando in termini di macchina astratta e ignorando le caratteristiche di dettaglio degli specifici linguaggi macchina.
Dalle reti ad internet
1. Le reti di calcolatori
Il concetto di reticolarità sotteso all’uso dell'utente medio di Internet non riguarda soltanto le reti di dispositivi, ma ha che fare con reti di documenti e con reti di persone. Per quanto dispositivi, testi e persone siano entità piuttosto diverse tra loro, le reti che li legano sono tutte ben rappresentate da un grafo : un insieme di elementi detti nodi, che possono essere collegati tra loro da linee dette archi.
1.1 che cosa sono le reti
Cominciamo a dare una prima definizione di rete: si può dire che una rete di calcolatori è un'insieme di due o più calcolatori e dispositivi, connessi tra loro allo scopo di comunicare e condividere dati e risorse. I singoli elementi connessi della rete sono detti i nodi. Le reti di calcolatori possono essere classificate a seconda del loro raggio d'azione:
- rete personale (PAN personal area network): che interconnette un personal computer con dispositivi periferici in un raggio d'azione di qualche metro;
- rete locale (LAN local area network): che interconnette i calcolatori in un edificio o in edifici adiacenti;
- rete metropolitana (MAN metropolitan area network): che si estende su un'area più ampia della LAN, ma limitata alla scala urbana;
- rete geografica (WAN wide area network): che si estende su un'ampia area geografica;
- rete globale (GAN global area network): che si estende a livello globale. Una rete privata virtuale (VPN) e la simulazione della connessione diretta tra due calcolatori o tra due LAN. Molto diffuse sono le WLAN (wireless LAN) e le WPAN (wireless PAN) rispettivamente reti locali e reti personali senza fili. È possibile connettere due nodi appartenenti a due reti diverse, e in questo modo si dà origine ad un'unica rete estesa quanto la somma delle due reti originarie: questo meccanismo, definito Internetworking , ha portato alla costruzione di Internet , una rete di calcolatori estesa a livello globale. In una rete potremmo avere sia elaboratori che anche altri dispositivi.
di telefonia mobile operano come ISP portando la propria infrastruttura per erogare connettività wireless. Il territorio è coperto da una rete di celle connesse alla rete telefonica fissa e a cui i telefoni cellulare si connettono via onde radio.
3. Dalle reti a internet
3.1 infrastrutture, servizi e comunità di utenti
Andando oltre la pura definizione di rete quando parliamo di reti ci riferiamo sostanzialmente a un insieme di: 1. dispositivi informatici (calcolatori, stampanti); 2. connessioni (canali di trasporto); 3. protocolli (regole di funzionamento); 4. software (programmi); 5. utenti. Due più dispositivi informatici (1) interconnessi da opportune linee di trasmissione (2) possono essere messi in comunicazione in maniera che gli utenti (5), tramite questa infrastruttura possano depositare e far circolare informazioni. Dispositivi interconnessi sono solitamente chiamati nodi della rete. Nella nostra architettura di rete assume un'importanza decisiva i programmi (4) : quei codici che permettono agli utenti di mettere in atto le loro strategie di comunicazione. È opportuno quindi fare due considerazioni, una dichiarazione al terminologico e l'altra funzionale: d'ora in poi useremo il termine generico messaggio per indicare qualunque testo che venga scambiato fra due nodi di una rete; poi la comunicazione sulle moderne reti informatiche e del tipo comunicazione di pacchetto , pensata per sfruttare efficientemente i canali di comunicazione. Ciò che importa sapere è che il nostro messaggio non verrà spedito come unico blocco di testo ma verrà spezzato in tanti pacchetti , ognuno dei quali sarà instradato per il proprio conto sulla rete, dotato di tutta l'informazione necessaria per arrivare a destinazione ed essere riassemblato. In questo scenario giocano un ruolo fondamentale i protocolli di rete (3) , quelle norme e convenzioni che stabiliscono i formati dei messaggi e le modalità di colloquio tra i programmi che se li scambiano, le quali dunque regolano l'invio e la ricezione di informazioni tramite una rete. I protocolli di comunicazione vengono gestiti da organismi sovranazionali come l'ISO e il W3C, i quali emanano normative con l'intenzione di normare un certo settore, o prendono atto dell'esistenza degli standard che si sono imposti autonomamente. Si ha un' interazione gerarchica fra livelli , grazie alla quale un protocollo di un certo livello lavora sfruttando i servizi messi a sua disposizione dal livello inferiore e fornisce a sua volta servizi a livello superiore. Introduciamo qui altre due parole chiave del mondo delle reti:
- Intranet : si intende solitamente una rete locale o un inviluppo di reti locali, usata da un'organizzazione per la comunicazione interna e l'accesso all'informazione, con accesso ristretto agli utenti facenti parte dell'organizzazione e con uso dei protocolli tipici di Internet;
- Extranet : quando una parte dell'internet è accessibile a esterni autorizzati. All'interno di una rete un nodo può essere definito attivo o passivo : se abbiamo un mainframe destinato all'elaborazione dati connessa a una serie di terminali decentrati l'immissione di input e la ricezione di output, il mainframe è un nodo attivo, il terminale è un nodo passivo. Potremo avere un nodo che fornisce servizi , sotto forma di elaborazione di dati e allora parleremo di server o servente in contrapposizione a un nodo che in questi servizi beneficia , detto client o cliente. Nel caso del web quando diciamo client ci riferiamo sia al calcolatore, sia il programma che viene usato su questa macchina per accedere al web, quando diciamo server ci riferiamo sia al calcolatore che ospita la pagina web, sia il programma che viene usato. Un elemento essenziale per la definizione di rete è dato dalla presenza degli utenti (5): l'utenza va ben oltre quella classica costituita da informatici aziende, e che usa un calcolatore di rete come infrastruttura per sviluppare processi di comunicazione fra singoli e fra vere e proprie comunità di utenti.
3.2 funzioni e utilità delle reti
Possiamo affermare che le funzioni principali delle reti sono due: permettere la comunicazione fra più nodi/utenti; permettere la condivisione di risorse. Se prendiamo in considerazione una LAN la rete come supporto alla comunicazione può consentire di scambiarsi messaggi senza dover ricorrere ad altri strumenti di comunicazione. Nello stesso scenario la rete mette in comune risorse di calcolo e di memorizzazione, nonché periferiche. La rete consente l'interoperabilità: la cooperazione fra sedi con sistemi operativi diversi, o l'organizzazione di teleconferenze.
3.3 Internet come inviluppo di reti
Il primo nucleo di ciò che ora conosciamo come Internet vide la luce negli anni ‘60, come risultato di una ricerca del ministero della difesa degli Stati Uniti, allo scopo di progettare una rete di calcolatori con sistemi operativi diversi che
fosse decentrata e non vulnerabile da parte di eventuali attacchi atomici. Sulla base della struttura ridondante e la commutazione di pacchetto , venne costituita una rete in cui i pacchetti di messaggi possono percorrere nel cammino del mittente al destinatario percorsi diversi gli uni dagli altri in funzione dello stato di occupazione delle linee. Su Internet nacquero e furono adattati vari servizi e quindi quali sono arrivati fino a noi, mentre altri sono stati spazzati via all’inizio degli anni ‘90 dall'arrivo del World wide web. Internet è una rete di reti , non dobbiamo pensare a Internet come una rete dello stesso tipo e natura di quelle che abbiamo fin qui descritto ma è un più complesso insieme di reti che sono mantenute in collegamento tramite infrastrutture di interconnessione. Mentre una rete viene arricchita di volta in volta da singoli elementi, in Internet l'elemento atomico si aggiunge alla molecola preesistente non è il singolo calcolatore, ma la rete: Internet cresce man mano che si aggiungono non nuovi calcolatori, ma nuove reti. All’interno di Internet si hanno diverse sotto reti, ciascuna delle quali ha un calcolatore, detto gateway , che funge da porta di accesso fra i calcolatori della stessa rete e quelli del resto di Internet. Affinché le comunicazioni sulla rete possano funzionare è indispensabile che ogni messaggio sia indirizzato a un destinatario che possa essere univocamente individuato dai processi che gestiscono la comunicazione. Il principale strumento per l'identificazione univoca dei nodi di rete è l' indirizzo : i protocolli di rete stabiliscono che ogni nodo sulla rete abbia un proprio indirizzo, unico e distinto da tutti gli altri. L'indirizzamento su Internet è basato sui cosiddetti indirizzi IP (Internet Protocol) si tratta di indirizzi numerici costituiti da 32 cifre binarie, che vediamo scritto in una rappresentazione costituita da quattro numeri compresi fra zero e 255 separati l'uno dall'altro con un punto. Indirizzi diversi hanno corrispondenza con un indirizzo IP, la gestione di questa corrispondenza è al carico di un servizio distribuito sulla rete denominato DNS : si tratta di una rete di archivi gestiti dai server DNS , che contengono tabelle di corrispondenza fra indirizzi simbolici e numerici. Anche gli indirizzi simbolici hanno una sintassi che prevede l'uso del punto per concatenare stringhe alfanumeriche. Lette da destra verso sinistra queste stringhe specificano il cosiddetto dominio di primo livello (it, org), poi il dominio di secondo livello (unibg), si possono avere anche i livelli di ordine superiore nella costruzione dell'indirizzo. L’ICANN gestisce l'assegnazione dei domini e la loro sintassi; i nomi di dominio di primo livello si dividono in nazionali e sovranazionali: sono nazionali quelli legati al paese di appartenenza del registrante, sono sovranazionali quei domini che tendono a dare una caratterizzazione specifica del tipo registrante per i nodi militari (.mil), per quelli commerciali (.com), per attività senza scopo di lucro (.org), per siti accademici (.edu). Il dominio di secondo livello è quello associato all’ente legato a quell’indirizzo.
4. I servizi su internet
I servizi a disposizione del web (che non va confuso con internet perché si appoggia su di esso) sono molteplici:
- posta elettronica e liste di discussione;
- FTP e reti paritarie peer to peer;
- Gruppi di news e forum;
- Chat, instant messaging e VOIP;
- Backup, archiviazione e condivisione. 1. la posta elettronica e le liste di discussione È uno dei primi servizi ospitati dalla rete e si tratta di un sistema asincrono di scambio di messaggi via rete che mima la posta ordinaria, con il vantaggio di consentire la consegna dei messaggi in tempi brevissimi. Lo scambio dei messaggi avviene fra un utente mittente e uno o più utenti destinatari, ciascuno dei quali dispone di una o più caselle di posta, individuate da un identificativo unico in tutta la rete. L’identificativo, il cosiddetto indirizzo e-mail , è una stringa della forma nomeutente@nomedominio , dove nomedominio indica un dominio nello spazio del DSN e nomeutente indica l’utente all’interno di quel certo dominio. Il funzionamento della posta elettronica è reso possibile da una rete di mail server , calcolatori che fungono da uffici postali, dalla parte dell’utente è attivo un mail client che gli consente la redazione e l’invio dei messaggi in uscita. Il client può essere di tre tipi: programma di posta a sé stante, configurato per dialogare con il server e memorizzare localmente i messaggi ricevuti; programma integrato nelle funzionalità di un browser web; una funzione messa a disposizione da un sito web in cui visitando il browser si possono visitare le pagine dei messaggi inviati e ricevuti, salvati in remoto. Un messaggio di posta elettronica è costituito da corpo del messaggio (testo scritto dall’utente), eventuali documenti allegati (testi, immagini, audio), e da una serie di campi con informazioni di controllo, alcune inserite dall’utente stesso.
L’attuale disponibilità di banda su internet ha stimolato la nascita di servizi esternalizzati di salvataggio via internet: prevedono l’installazione di un client sul calcolatore dell’utente che può collegarsi ad un server remoto automaticamente, periodicamente e in momenti tali da non interferire con l’attività del calcolatore stesso. Nei salvataggi si distinguono tre tipologie di servizi:
- semplice backup : file e cartelle vengono copiati in remoto, la copia rispecchia fedelmente lo stato dell’originale;
- archiviazione : per ovviare al problema dell’aggiornamento del documento (come nel backup in tempo reale), sistemi più sofisticati implementano strategie di versioning per mantenere in vita più versioni degli stessi dati;
- condivisione : i servizi di questo tipo permettono all’utente di mettere in comune con altri i propri materiali, fornendo una sorta di disco virtuale condiviso e addirittura applicazioni ad hoc per lavorare con certi tipi di file. Terminiamo introducendo il cloud computing : servizi di archiviazione e di elaborazione dati, che l’utente opera in remoto. I salvataggi dei propri documenti avvengono su un server remoto, del quale si ignora la collocazione fisica.
Arte e beni culturali nell’era digitale
1. I beni culturali nell’era del web 4.
1.1 web 2.0, 3.0 e 4.0: la cultura in trasformazione
Con l’affermarsi del web 2.0 , il cosiddetto web partecipativo , e con il suo consolidamento si è trasformata la rete in una sorta di “ agorà digitale ” che ha offerto la possibilità ai musei di fornire un’interazione sempre crescente e una partecipazione attiva, e ha anche comportato cambiamenti significativi nelle relazioni tra istituzioni e pubblico, facilitando e migliorando l’interazione. Questo quadro di riferimento ha imposto alle istituzioni che si occupano di beni culturali una riflessione sui metodi di sviluppo della ricerca, della comunicazione e della valorizzazione della cultura online. Dopo la comparsa del web 2.0, attraverso il web 3.0 o “ web semantico ”, è ora il web 4.0 o “ web tridimensionale ” la nuova frontiera. Se il web 3.0 organizza il modo in cui il contenuto viene cercato e visualizzato dall’utente, nel web 4.0 hanno notevole importanza i Big Data (enorme quantità di dati, analizzati e riorganizzati attraverso griglie di criteri), la realtà aumentata e nuove interfacce con cui interagire. Il sito del teorico Lev Manovich (http://manovich.net) mette a disposizione una serie di risorse che illustrano come l’analisi quantitativa di grandi masse di dati (data mining) possa essere applicata allo studio dei prodotti e dei processi artistici, con un approccio definito Cultural Analytics.
1.2 un nuovo concetto di cultura: le digital libraries e il patrimonio interconnesso
La tendenza degli ultimi anni è stata il consolidarsi di grandi portali dedicati al patrimonio culturale , legati a iniziative nazionali e internazionali, come Europeana (portale culturale ufficiale dell’unione europea). L’opportunità di navigare tra dati diversi permette di produrre ricerche interrelate tra archivi telematicamente, strutturalmente, informaticamente e fisicamente diversi. Il sistema funziona grazie ad un uso mirato dei metadati. La Francia è il Paese di maggior contributo per questo portale, un quadro sul patrimonio artistico francese è ricercabile nel portale europeo grazie ai dati provenienti da POP (plateforme owerte du patrimoine), in questo portale confluiscono molti dati, tra cui quelli di Joconde , fondato nel 1975 per offrire informazioni dettagliate su opere conservate in tutto il Paese. Il contributo francese a europeana è dato anche dalla biblioteca digitale Gallica. Anche altri Paesi hanno risposto ad Europeana con altre iniziative di digitalizzazione come la Germania che ha avviato la Deutsche Digitale Bibliothek , la Spagna che ha avviato il progetto Hispana , in collegamento con il portale di cultura spagnolo che fornisce dati ad Europeana, l’ Italia con l’apertura del portale Culturaitalia ha ridimensionato il gap informativo del patrimonio nazionale (dal 2018 interrotto MuseiDItalia e creata Musei Digitali) e colmeranno la lacuna i risultati del piano triennale per la digitalizzazione e l’innovazione dei musei , molto attivo è Internet Culturale, il portale i cui dati convergono in Europeana. Nel Regno Unito il progetto più rilevante è Art UK , che mira a colmare una lacuna delle modalità di catalogazione informatizzata anglosassone. La nuova idea di biblioteca digitale che emerge pone le radici nell’ interdisciplinarietà : può essere definita un deposito ibrido di dati, un repository di rappresentazioni digitali di oggetti e entità di varia natura e tipologia. L’immaterialità dei dati e il loro essere esonerati da problemi di spazio e da esigenze nella conservazione rende possibile l’idea di un meta- archivio di dati culturali con percorsi e connessioni determinati dalle richieste dei singoli. Il sogno di un accesso globale alla conoscenza è però ancora lontano dalla realizzazione effettiva. I musei in rete continuano a rappresentare un
settore non pienamente rappresentato e di rilevante criticità, anche se non mancano iniziative che tendono a colmare le disomogeneità informative presenti in rete.
2. I musei nel web
2.1 musei online: galassie in espansione
Nel sito dell’ ICOM (international council of museum) è proposta la definizione di museo che pone in rilievo l’importanza del patrimonio culturale intangibile sulla scia del riconoscimento dall’Unesco dei “monumenti” del patrimonio orale e immateriale dell’umanità. L’idea di patrimonio culturale immateriale si lega ad azioni sociali che hanno anche una componente fisica, ma anche a forme di espressione prive di tangibilità vera e proprie. Alle problematiche relative all’interpretazione e alla comunicazione di collegano anche gli ecomusei e i musei comunitari, nel loro complesso intreccio tra storia, monumenti, tradizioni, territorio e vita, per i quali il Web è importante veicolo. Il museo cerca oggi mezzi per aggregare a sé fasce di visitatori che i canali di comunicazione tradizionali riescono ad attirare con maggiore difficoltà. Il panorama complessivo dei musei nel web è impossibile da ridurre in griglie omogenee, in esso risultano potenziati i problemi strutturali legati allo sviluppo del web come la necessità di utilizzare standard : modelli di riferimento, paradigmi, codificati per la produzione di tecnologie fra loro compatibili.
2.2 musei virtuali e musei nel web: eccellenze e nuove tendenze
Il fenomeno delle visite virtuali è notevole per l’intensità con cui le istituzioni hanno potenziato i loro strumenti in rete ma non è nuovo, Google art and culture , permetteva l’accesso ad immagini ad alta risoluzione di opere conservate nei vari musei di tutto il mondo, con possibilità di ingrandire fino ai dettagli e visite virtuali. Le visite virtuali sono realizzate utilizzando fotografie a 360° che possono essere navigate. Meno frequente è la consultazione dei cataloghi delle opere esposte nei musei: in Europa il Louvre è stato il primo tra i siti a dotarsi di un database ad accesso libero con Atlas che permette ricerche raffinate per categoria, titolo, artista, materiale e tecnica. Il database utilizza vocabolari controllati per la ricerca e validatori di correttezza. Ad Atlas si aggiungono altri strumenti importanti come Joconde , il catalogo esaustivo delle opere che compaiono sugli inventari dei tre fondi che compongono il dipartimento. Ugualmente procede il catalogo del British Museum che utilizza un sistema standard di categorizzazione dei suoi contenuti per favorire la ricerca e l’interazione con le altre banche dati. La tendenza dei grandi musei è quella di emulare le più grandi digital libraries audio-visual, come internet Archive, Europeana e un altro esempio eccellente può essere il sito del Getty Museum che offre una sezione Resources con materiali preziosi della storia dell’arte. In modo analogo il sito del MET nella sezione learning resources propone moltissimi materiali interattivi. Il Louvre propone una sezione arts and education che consente all’utente di navigare tra varie opzioni. Il sito degli Uffizi ha aperto una sezione archivi digitali , suddivisa in tre parti, con la possibilità di ricercare informazioni su migliaia di oggetti. I siti web museali però non sono l’equivalente dei musei, ma sono uno strumento di comunicazione e divulgazione dei loro contenuti.
2.3 musei tra realtà aumentata e applicazioni 3d
Rientrano nel concetto di musei virtuali progetti di diverse finalità: siti ufficiali di musei, siti monografici, dedicati ad un artista o ad un periodo, alle ricostruzioni virtuali di complessi monumentali e oggetti perduti. Il museo vuole anche utilizzare la realtà tridimensionale e immersiva in loco, per i visitatori che si trovano in contatto con le opere, si tratta di realtà aumentata. È bene non confondere la realtà aumentata AR con la realtà virtuale VR. La prima non ricrea un ambiente completamente artificiale (come la VR), ma sfrutta elementi presenti nell’ambiente interagendo con il contesto fisico circostante per fornire una conoscenza più approfondita (AR è più efficace). Tra i vari scenari della realtà aumentata nella tecnologia sta avendo sempre più successo quella da utilizzare con i dispositivi mobili che consentono di ottenere una serie di informazioni relative all’area che viene visualizzata ed identificata tramite l’obiettivo della videocamera stessa. Una delle app più semplici in questo ambito è smartify che sfruttando la telecamera dello smartphone consente di riconoscere in automatico il soggetto dell’opera, collegarlo all’autore e ottenere informazioni generali su di essa. Tra gli esempi di utilizzo di AR in campo museale segnaliamo il MAUA (museo di arte urbana aumentata), un esperimento che unisce la Street art con la AR: se inquadrati con lo smartphone, i dipinti della Street art si trasformano in lavori di digital art animati in realtà aumentata. Un altro caso interessante è costituito dal sistema di AR che guida l'utente all'interno delle Terme di Caracalla a Roma , il visitatore viene calato in una realtà immersiva e virgola posizionandosi in determinati punti, può vedere le ricostruzioni degli ambienti all'epoca della loro creazione nel 216 a.C.
In Francia il piano di digitalizzazione ha prodotto risultati importanti e di efficacia. L’inventaire General ha adottato per la catalogazione del proprio patrimonio cultuale un semplice schema bipartito: beni mobili e immobili. Questo ha dato via alle due storiche banche dati del patrimonio francese: Mèrimèe (beni immobili) e Palissy (beni mobili), che insieme a Memoire (archivio di immagini), Archidoc (banca dati bibliografica) e Thesaurus (thesaurus di termini strutturati gerarchicamente) costituiscono oggi la banca dati Architecture et Patrimoine. Tutte le basi di dati confluiscono nel portale POP (plateforme ouverte du patrimoine) che permette una consultazione su interfaccia ricca di interrelazioni. In Inghilterra fondamentale è l’azione svolta dal Collections Trust, organizzazione che ha l'obiettivo di favorire e incrementare la direzione delle collezioni del Regno unito. È importante la creazione di un sistema di gestione catalogazione museale, SPECTRUM , che divenuto uno standard affermato in tutto il mondo anglosassone. Tra gli standard di catalogazione più importanti ricordiamo le categories for description of Works of art promosse dal Getty Research Institute. Le categories sono state create per guidare alla catalogazione sia di opere d'arte sia delle loro riproduzioni e comprendono uno schema molto dettagliato di 532 categorie e sottocategorie.
3.3 vocabolario strutturati, thesauri e sistemi di classificazione iconografica
Tra gli standard di ausilio la creazione di banche dati risultano vocabolari controllati e i thesauri , affrontano il problema della varietà della lingua aiutano la standardizzazione del linguaggio sia in fase di compilazione del database sia in fase di ricerca. Utilizzare un linguaggio standardizzato è fondamentale per aumentare il recupero dei dati e la precisione in fase di ricerca appunto sono stati così costruiti e strumenti per aiutare lo schedulatore a utilizzare una terminologia uniforme. L'ICCD ha prodotto una serie di dizionari terminologici sul modello dei vocabolari tipologici francesi, del resto la Germania aveva già promosso un glossarium artis in numerosi volumi che forniva alla terminologia tedesca anche corrispettivi termini francesi e inglesi. Più complessi sono invece i thesauri che sono organizzati in modo da rendere esplicite le relazioni tra concetti, i rapporti di equivalenza o di sinonimia e i rapporti gerarchici tra un termine più ampio che include al suo interno termini più specifici. Uno spazio particolare della categoria di vocabolari strutturati è occupato dalle tassonomie virgola che organizzano in un insieme strutturato di categorie concettuali alcuni specifici ambiti d'analisi. Tra questi hanno un ruolo importante i sistemi di classificazione iconografica. Nella ricerca l'uso di terminologia non standard ostacolo alla ricerca perché l'utente difficilmente può prevedere a priori i termini utilizzati dallo schedulatore senza avere informazioni preliminari, per questo ha avuto molto successo la classificazione iconografica, tanto da imporsi come standard internazionale il progetto iconclass. Il sistema ideato da Van de Waal si è dimostrato molto funzionale all'esigenza dell'informatica perché ogni iconografia identificata viene associata ad una sigla alfanumerica che sostituisce interamente le parole. Lo studioso ordinò tutti i possibili soggetti connessi con le raffigurazioni artistiche in 9 classi, ogni classe è suscettibile di successive divisioni e continuando a scendere nella gerarchia è possibile arrivare a suddividere un'altra volta. L'inserimento di una lettera consente di memorizzare meglio la sequenza dalla possibilità di operare 25 suddivisioni invece delle 9 concesse dai numeri. il percorso della gerarchia continua a scendere aggiungendo una suddivisione terziaria e procedendo ancora nelle suddivisioni si può notare come numeri progressivamente aumentino.
Biblioteconomia e ricerca delle informazioni in Internet
1. la ricerca dell'informazione: oggetto e attori
L’ambito umanistico è costituito da un insieme di conoscenze esplicite, che è in continua evoluzione. Chiamiamo questo tipo di informazione letteratura di riferimento. Ogni nuovo contributo implica il riconoscimento esplicito, attraverso la citazione degli studi precedenti sui quali esso si basa. La produzione di conoscenze si basa sui dati : osservazioni e rilevamenti di fatti o eventi oggettivi. Un articolo scientifico contenente un contributo originale alla ricerca non può prescindere dalla dichiarazione dei dataset utilizzati: pena la sua non riproducibilità.
1.1 Il documento
L’entità composta da un contenuto intellettuale e dal supporto sul quale esso è registrato viene definita documento o risorsa informativa. Accedere a un contenuto intellettuale significa disporre di un oggetto, sia analogico o digitale. Alcuni documenti digitali sono su supporti manipolabili o locali , ma la massa critica di contenuti risiede su supporti localmente indisponibili o remoti. La consultabilità del documento non dipende dalla sua disponibilità in locale, ma da un’autorizzazione all’accesso remoto attraverso una connessione di rete. Anche in ambiente digitale la maggior parte dell’informazione circolante è testuale. Le nuove tecnologie hanno consentito il diffondersi di contenuti non testuali.
Nel web, l’aggiunta di nuovi contenuti, ma anche la modifica, è facile e veloce e viene con una frequenza elevata. Come risultato, possono coesistere in rete più versioni dello stesso documento. Esiste anche il problema della presenza nel Web di pagine obsolete , che hanno già terminato il loro ciclo di vita. D’altra parte, esiste in rete il fenomeno della ridondanza : una stessa risorsa informativa è accessibile attraverso più servizi. L’informazione digitale è volatile : le risorse web possono “sparire” con facilità, è la frustrante esperienza del link rot (error 404 page not found). In assenza di un’unità fisica di riferimento, in ambiente digitale, diventa complicato definire il livello di granularità di un contenuto. Le risorse digitali presentano le caratteristiche di interconnessione e interattività:
- Interconnessione : una data risorsa informativa non è in se stessa conchiusa, ma contiene rimandi (link) ad altre risorse che ne completano il contenuto;
- Interattività : la caratteristica per la quale una risorsa redatta una volta per tutte, ma si completa attraverso successive iterazioni di feedback da parte di una comunità di utenti.
1.2 L’information retrieval
Il punto di partenza di una ricerca è una lacuna o una mancanza di conoscenza. Da questa lacuna nasce un’esigenza informativa, che costituisce la motivazione a intraprendere la ricerca. L’utente può scegliere tra una serie di alternative:
- Rivolgersi ad un esperto per ricevere l’informazione o una fonte per ricavarla: tacit knowledge retrieval ;
- Interrogare il catalogo di una biblioteca, una web directory o un motore di ricerca: information retrieval ;
- Consultare un documento pertinente per ricavare l’informazione: full text retrieval ;
- Consultare un documento pertinente per reperire altre possibili fonti di informazione nella bibliografia: reference linking. L’IR è un processo interattivo che si avvia con una richiesta, query , da parte di un utente e si conclude con una risposta, result , fornita dal sistema che raccoglie e indicizza l’informazione stessa. L’ indicizzazione di una risorsa informativa consiste nella creazione di una sua segnalazione o rappresentazione, utile per favorirne il reperimento. Il risultato del processo di IR è sempre una selezione effettuata sulla totalità delle informazioni disponibili e tale selezione comprende una lista di segnalazioni di documenti. Tale lista può contenere duplicati, falsi positivi, rumore , oppure escludere documenti che pure sarebbero attinenti, silenzio.
2. Indicizzazione dei documenti e dei metadati
2.1 Metadati per l’ir
Formulare una query implica che l’utente abbia una ben chiara strategia di ricerca. L’IR si basa sul presupposto non banale che l’utente e il sistema condividano una stessa rappresentazione dell’oggetto della comunicazione. La query deve essere costituita da una o più stringhe di testo specificanti le caratteristiche che il documento deve possedere. I motori di ricerca generalisti come google indicizzano i termini come parole generiche : possono essere titoli, autori, argomenti. I nostri termini di ricerca in alcuni casi non sono indicizzati dal sistema come parole generiche, ma come valori qualificati, che possiamo rappresentare in modo strutturato con una coppia <attributo = valore>. Definiamo metadato per l’IR un attributo strutturato del documento, che ne promuove il reperimento. Un metadato rappresenta una singola caratteristica della risorsa informativa: più metadati vengono raggruppati in registrazioni che forniscono una descrizione sufficientemente articolata del documento. Definiamo schema di metadati un insieme predefinito di elementi di metadato, che specifica o dichiara, per ogni elemento: il nome del metadato, il valore che può assumere e alcune regole di utilizzo. Sebbene molti sistemi di IR processino esclusivamente stringhe di testo esistono alcune forme di interrogazione che consentono di ricercare secondo parametri non testuali.
2.2 Tipi di metadati
È importante contestualizzare i metadati nelle tre grandi categorie utilizzate dalle biblioteche:
- Metadati descrittivi : consentono la ricerca del documento, accanto ai valori che caratterizzano il documento in generale includono anche i valori semantici che riguardano il contenuto intellettuale del documento;
- Metadati amministrativi : servono per la gestione dei documenti: d’acquisizione, inventariazione, collocazione o localizzazione, controllo degli accessi ecc;
- Metadati di preservazione : aiutano nel compito di conservazione a lungo termine dei documenti digitali: contengono informazioni sui formati dei file e sulle loro caratteristiche tecniche.
