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INFORMATICA UMANISTICA
CAPITOLO 1: Fondamenti di informatica e hardware
1.1 Informatica: il trattamento automatico dell’informazione Il termine “ informatica ” deriva dal francese informatique (coniato da Dreyfus negli anni ‘60) e si tratta di una disciplina tecnico-scientifica che si occupa della progettazione e della costruzione di macchine in grado di elaborare automaticamente l’informazione. Gli strumenti frutto delle tecnologie informatiche di cui disponiamo oggi (es: calcolatore elettronico) garantiscono i seguenti benefici: ● riduzione dei tempi di elaborazione ● maggiore affidabilità (meno errori possibili) ● liberazione dell’uomo da incombenze noiose ● più facile impiego di elaborazioni che, quando condotte dall’uomo, richiedono competenze poco comuni L’informazione che ha per prima attirato l’attenzione dell’uomo per la realizzazione di elaboratori è in forma quantitativa → ha condotto alla diffusione del termine “calcolatore”, incrementato grazie alla sua interconnessione in rete e le telecomunicazioni → si occupano della trasmissione dell’informazione a distanza con lo scopo di comunicare e hanno dato origine a una nuova disciplina: Information and Communication Technology (ICT). → qui rientrano varie tecnologie che usiamo ogni giorno (smartphone, computer, tv, radio, cd, DVD, memorie flash) 1.1.1 Il dato, l’informazione e la conoscenza Vengono collocati su tre livelli in ordine crescente:
- DATO → 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.
- CONOSCENZA → avere a disposizione regole che permettono di trarre vantaggio da tale informazione
- INFORMAZIONE → è un dato messo in relazione con le proprietà cui si riferisce Esempio: la sequenza di simboli “39,5” costituisce un esempio di dato. Affermare che la temperatura corporea di una persona è misurata in 39,5 gradi centigradi mette in relazione questi simboli con una proprietà fisica, trasformandola in informazione. La conoscenza può essere espressa sotto forma di regole che specificano che questa temperatura deve essere interpretata come un segnale d’allarme. 1.1.2 I linguaggi formali Per comunicare gli uomini hanno sviluppato dei linguaggi naturali , come l’italiano, l’inglese, il francese. Essi sono ambigui perché un costrutto formulato da tali linguaggi è polisemico (ha una pluralità di significati) e il destinatario può attribuirgli un senso diverso dal mittente. Diventa più semplice se esso viene collocato in un contesto. I linguaggi formali vengono sviluppati e impiegati negli ambiti come l’informatica, la matematica e la logica, in cui è importante evitare l’ambiguità. Essi prevedono: ● individuazione di un alfabeto, un elenco di simboli ● definizione di una grammatica formale, regole che specificano come i simboli possano essere combinati tra loro Le semantiche formali attribuiscono un significato alle frasi in un linguaggio formale.
1.1.3 La codifica e la rappresentazione dell’informazione La stessa informazione può essere codificata con simboli e modalità diverse (il numero 1963 può essere rappresentato con MCMLXIII o con millenovecentosessantatre ). Se consideriamo un alfabeto ridotto, che contiene solo i simboli 0 e 1, un bit (binary digit → cifra binaria) è un simbolo scelto su tale alfabeto e nei calcolatori ogni informazione viene codificata grazie ad essi e rappresentata su dispositivi bistabili (assumono due configurazioni possibili), quali:
- presenza/assenza di un foro in una scheda
- stati di polarizzazione di una sostanza magnetizzabile
- presenza/assenza di carica elettrica di una sostanza
- passaggio/non passaggio di corrente in un cavo conduttore
- passaggio/non passaggio di luce in un cavo ottico Esempio → 2 bit: 4 (=2²) sequenze possibili: 00, 01, 10, 11 Una sequenza di 8 bit è definita byte. La capacità, cioè la quantità di dati che un dispositivo è in grado di memorizzare può essere misurata in bit, byte, o multipli. Come unità di misura sono usati anche i prefissi adottati nel Sistema Internazionale (SI) ma con potenze diverse 1.1.4 Gli strumenti per l’elaborazione dell’informazione Con “ elaborazione dell’informazione ” o “ trattamento dell’informazione” si indica qualsiasi attività condotta sull’informazione stessa: creazione, modifica, confronto, conservazione, trasmissione. Queste attività possono essere ricondotte a uno schema che prevede: ● l’info viene codificata sotto forma di dati, simboli tracciati su un supporto fisico ● il supporto viene sottoposto a una trasformazione che genera nuovi dati e nuove sequenze di simboli ● questi nuovi dati vengono decodificati e apportano nuova informazione L’informazione in ingresso all’elaborazione è chiamata input. L’informazione prodotta in uscita dall’elaborazione stessa prende il nome di output. Per insegnare ad altri a compiere una trasformazione fisica bisogna fornire delle istruzioni, formalmente chiamate algoritmo (termine che deriva da un matematico persiano Al-Khwarizmi). Per esempio, è ciò che ci viene insegnato per sommare due numeri in colonna, sommando le unità, poi le decine e così via. Per esprimere gli algoritmi con linguaggi formali si utilizzano i linguaggi di programmazione , caratterizzati da una sintassi semplice, semantica limitata e assenza di ambiguità. Alcuni esempi sono Basic, Cobol, Fortran, Pascal, Java. La formulazione di un algoritmo in questo linguaggio è definita programma e un programmatore è una persona che scrive programmi.
1.1.6 L’architettura di von Neumann John von Neumann fu un matematico ungherese a cui fu attribuito il merito per il riferimento dei calcolatori digitali progettati sino ad oggi, presentato come architettura di von Neumann, che presenta alcune caratteristiche: ● obiettivo: realizzazione di un calcolatore universale ● presenza di un dispositivo di memorizzazione in cui si rappresentano dati ● utilizzo dell’aritmetica binaria invece che decimale ● separazione tra dispositivo di memorizzazione e di elaborazione Secondo tale architettura, il calcolatore è composto da:
- processore (CPU, Central Processing Unit ) → legge le istruzioni dalla memoria e le esegue operando trasformazioni sui dati
- memoria → insieme di unità elementari di memorizzazione (celle) che contengono un dato o un’istruzione
- interfaccia → composta da interfaccia di input e interfaccia di output, gestisce l’interazione con l’ambiente esterno, si collega con le periferiche (dispositivi di I/O)
- bus → canale di comunicazione che gestisce lo scambio di info tra i sottosistemi Quando si progetta una CPU bisogna identificare le operazioni elementari che sarà in grado di compiere e assegnare un’istruzione da eseguire, codificata in binario → l’insieme delle istruzioni è detto linguaggio macchina → le CPU che usano lo stesso linguaggio macchina sono tra loro compatibili. Difetto dell’architettura di von Neumann → una CPU moderna è in grado di elaborare dati con velocità molto più elevato rispetto a quella con cui il bus è in grado di trasferirli. 1.1.7 L’hardware e il software “ Software ” è costituito da due termini - soft (morbido) e ware (manufatto, merce). Si riferisce alle istruzioni codificate all’interno della memoria per essere eseguite dall’hardware. Esso, codificato nell’hardware, è formato da programmi che descrivono all’hardware gli algoritmi da seguire nelle elaborazioni. “ Hardware ” è costituito da tutti i componenti tangibili (meccanici, elettronici), cioè tutte le parti esterne del calcolatore. 1.2 La struttura del calcolatore Struttura di un comune personal computer (PC):
- l’ unità centrale di un PC è costituita da una scatola metallica, detta chassis o case , con ventole che garantiscono la dissipazione termica (evita il surriscaldamento)
- all’interno di essa è presente un alimentatore , che si connette alla linea elettrica per ricevere corrente alternata ed erogare corrente continua a tutte le altre parti del pc.
- nel chassis è presente una scheda madre che funge da struttura portante per il calcolatore grazie alla presenza, su di essa, di alloggiamenti ( slot ) per altri componenti (CPU, memoria, connettori…).
- sull’alloggiamento chiamato zoccolo, è installato il microprocessore , mentre su altri slot sono installate una o più schede di memoria centrale ( RAM - Random Access Memory )
- altri slot consentono l’installazione sulla scheda madre di schede di espansione , usate per il collegamento e trasferimento di dati con i dispositivi periferici e di memoria di massa. → con lo sviluppo elettronico essi (lettori CD/DVD, tastiera, mouse, video, stampante ecc) si connettono direttamente senza installare schede aggiuntive 1.2.1 Classificazione dei calcolatori
Un calcolatore può differenziarsi da un altro per alcune caratteristiche: ● velocità di elaborazione ● capacità di archiviazione dei dati ● affidabilità ● sicurezza (difendersi da accessi non autorizzati) ● capacità di connettersi ad altri calcolatori ● dimensioni e trasportabilità ● prezzo Il personal computer ( PC ) è costituito da unità centrale, video, tastiera, mouse ed è diventato il calcolatore più comune e adatto all’utilizzo da parte di un singolo utente (calcolatore mono-utente). I programmi usati nei PC sono preconfezionati (pacchettizzati) perché in genere vengono usati a casa o negli uffici e non da programmatori. L’unità centrale del PC è formata da: ● un desktop con un chassis per una collocazione orizzontale ● un tower con un chassis per una collocazione verticale (sulla scrivania o in terra) ● uno small form factor con un piccolo desktop pensato per essere nascosto sotto la base di un video LCD. Il laptop è un PC progettato per la mobilità e contiene tutti i componenti integrati in un’unica unità piccola e leggere. In base alle caratteristiche/dimensione si classifica:
- notebook
- subnotebook: più piccolo del notebook
- netbook: usato per l’impiego di app legate ad internet
- tablet PC: notebook senza tastiera con un touchscreen Un PDA ( Personal Digital Assistant) o handheld PC , palmtop PC o pocket PC è un Pc che può essere tenuto in mano (uno smartphone è un PDA con le funzioni di un telefono cellulare). In ambito domestico sono diffusi PC che supportano la connessione in output verso un normale apparecchio televisivo: console per videogiochi; media center (riproduzione di film, musica, fotografie ecc.) Una workstation è simile a un PC ma presenta caratteristiche superiori come la velocità, capacità di memoria, affidabilità che la rendono più adatta in alcuni ambiti, quali il CAD (Computer Aided Design, progettazione assistita da calcolatore) usato per statistica, grafica, architettura, rendering. Altri computer sono invece multiutente: più persone possono usarlo contemporaneamente eseguendo programmi diversi quali:
- PC: il computer ha funzioni di server e il PC funge da client
- videoterminale: dispositivo di I/O costituito da video, tastiera, mouse ma senza risorse computazionali proprie. Tra i calcolatori multiutente si distinguono:
- minicomputer: fascia intermedia, impiegato nelle imprese
- mainframe: fascia alta per elaborazioni massive
- supercomputer: alte prestazioni in ambito della ricerca tecnico-scientifica 1.2.2 Il processore CPU → ha il compito di eseguire istruzioni codificate nella memoria centrale tramite il bus, che legge o scrive in una cella di memoria specificando l'indirizzo.
- backup: copia di sicurezza
- formattazione: consiste nel riportare la memoria al suo stato originale, ovvero nel cancellare i dati presenti;
- deframmentazione: ottimizza le prestazioni del disco riorganizzando in modo più efficiente l’utilizzo dei blocchi del filesystem;
- ridondanza: indica la ripetizione dei dati. Nei nastri magnetici il supporto di memorizzazione è rappresentato da un lungo nastro di materiale plastico, raccolto in una cassetta ( cartridge ).
- dischi ottici : sono supporti rimovibili che inseriti in un apposito drive (lettore), possono essere letti con l’ausilio di una luce laser. Un disco ottico è costruito a strati: un disco di materiale plastico (denominato substrato); un sottile strato riflettente generalmente di alluminio; uno strato di vernice protettiva. I supporti ottici più diffusi sono:
- CD (capacità 700 MB); le sigle CD-ROM, CD-R, CD-RW identificano rispettivamente i supporti nelle versioni di sola lettura, scrivibile e riscrivibile.
- DVD : è stato introdotto verso la fine degli anni ‘90. I supporti DVD-ROM sono di sola lettura, DVD-R e DVD+R sono scrivibili. DVD-RW e DVD+RW e DVD-RAM sono riscrivibili.
- BD : deriva dal suo nome (letteralmente raggio blu) dal fatto di essere letto con un laser, raggiungendo una capacità di 25 o 50 GB su supporti laser, consente la distribuzione di materiale audiovisivo ad alta risoluzione
- memorie flash Una EEPROM é un supporto il cui contenuto informativo può essere scritto o cancellato e riprogrammato. Attualmente le memorie flash sono in grado di offrire una capacità intermedia tra quelle tipiche della RAM e del disco rigido. Esempi di memorie flash sono:
- memory card : si presentano come piccole schede rimovibili impiegate come supporto di memoria in tablet, smartphone e altri dispositivi elettronici. I formati standard più comuni sono PC Card, Secure Digital card (SD), microSD.
- drive USB : dispositivo che combina memoria flash e interfaccia USB in un formato compatto
- drive a stato solido : usati in sostituzione dei dischi rigidi per la loro velocità maggiore. 1.2.5 Gerarchie di memoria Per il collo di bottiglia di von Neumann, una CPU moderna si trova spesso a perdere tempo prezioso nell’attesa che un dato sia letto o scritto in memoria. Un approccio per ridurre questi effetti negativi si basa sul principio di località:
- Località temporale:lettura in memoria nella stessa cella in istanti di tempo successivi.
- Località spaziale: lettura in memoria nelle celle adiacenti a quella letta attualmente. Oltre alla memoria centrale alle memorie di massa, un calcolatore moderno dispone di una più articolata gerarchia di memorie i cui livelli più vicini alla CPU si caratterizzano per maggiore velocità e minore capacità: ● Registri della CPU ● Cache di livello 1 ● Cache di livello 2 ● Cache di livello 3 ● Memoria centrale ● Dischi interni
● Dischi esterni 1.2.6 Le periferiche Periferica: dispositivo connesso all’unità centrale del calcolatore, che permette l’immissione o l’emissione di dati. Le periferiche comunicano con il PC utilizzando interfacce che vengono inserite nelle schede madri dei PC o usando le PC Card dei laptop. La comunicazione tra interfaccia e dispositivo può essere:
- Seriale = presenza di un unico canale che trasmette un singolo bit alla volta.
- Parallela = presenza di più canali di trasmissione paralleli che trasmettono gruppi di bit (byte) assieme. I connettori disponibili per la comunicazione tra PC e periferica sono: connettori parallel ATA (HD, lettore CD, masterizzatore), connettori serial ATA e SCSI (HD), connettori PS/2 connettore VGA (o DVI), connettori mini jack, connettore RJ45 (interfaccia di rete), connettori USB, connettore FireWire (IEEE 1394), dispositivo IrDA (infrarossi) e Bluetooth (onde radio) Le principali periferiche: ● tastiera : composta da tasti identificati da simboli.
- Tasti modificatori = se premuti in combinazione modificano il loro aspetto e sono chiamati.
- Tasti funzione = consentono l’invio rapido di comandi a software applicativi
- Tasti freccia = funzioni specifiche nell’editing del testo ● video : è chiamato anche schermo, monitor o display. È composto da pixel. Alcune caratteristiche importanti sono il rapporto di aspetto, la risoluzione, la profondità del colore, luminosità e contrasto e così via.
- scheda grafica, risoluzione (aspect ratio), CRT, LCD (cristalli liquidi), OLED, AMOLED, videoproiettore ● dispositivi di puntamento: i software garantiscono una GUI (Graphical User Interface), un’interfaccia grafica che funge da puntatore o cursore. Meccanismo point-and-click = permette di rispondere ai comandi. Dispositivi di puntamento più comuni: mouse, trackball, joystick, touchpad, tavoletta grafica, touchscreen ● stampante : (plotter = stampanti per grandi formati): risoluzione, getto d’inchiostro, laser, impatto ● dispositivi per acquisizione di immagini : scanner (OCR), fotocamera digitale, videocamera digitale, webcam, lettore di codici a barre ● dispositivi audio : scheda sonora, media center, lettore mp3, sintesi e riconoscimento vocale ● combinazione di periferiche : sistemi di realtà virtuale → google glasses, Cave Automatic Virtual Environment, LIM, Realtà virtuale
CAPITOLO 2: Il Software (fino pag.36)
2.1 Il software Grazie al software il calcolatore è una macchina flessibile in grado di risolvere problemi molto diversi tra loro nei più vari ambiti applicativi. 2.2 Gli algoritmi Un algoritmo è una sequenza di istruzioni la cui esecuzione consente di realizzare un trattamento dell’informazione o di risolvere uno specifico problema. Essi sono presenti:
CAPITOLO 4: Dalle reti a Internet
4.1 Le reti di calcolatori Che cosa sono le reti? 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 dalla rete sono detti nodi. Le reti di calcolatori possono essere classificate a seconda del loro raggio d’azione in:
- Rete personale (PAN) , che interpone un personal computer con dispositivi periferici in un raggio d’azione di qualche metro; obbiettivo → realizzare una connessione a una rete di alto livello (internet);
- Rete locale (LAN) che interconnette i calcolatori in un edificio o in edifici adiacenti (es. i calcolatori di un’azienda, una scuola, un’abitazione)
- Rete metropolitana (MAN) che si estende su un’area più ampia della LAN, ma limitata alla sala urbana;
- Rete geografica (WAN) che si estende su un’ampia area geografica;
- Rete globale (GAN) che si estende a livello globale. Una rete privata virtuale (VPN), simulazione della connessione diretta tra due calcolatori o tra due LAN. Molto diffuse sono le WLAN e le WPAN rispettivamente reti locali e reti personali senza fili. È possibile connettere due nodi appartenenti a due reti diverse → questo meccanismo viene definito internetworking che ha portato alla costituzione di Internet, una rete di calcolatori estesa a livello globale. Quando parliamo di reti non necessariamente parliamo di Internet. Internet esiste proprio perché sussistono delle reti che si connettono fra di loro per generare quella rete delle reti, ovvero Internet. 4.1.2 La comunicazione Il segnale è utilizzato per la comunicazione e cambia nel tempo. Emittente e destinatario devono condividere lo stesso contesto per attribuire un significato comune al messaggio. La trasmissione avviene attraverso un canale fisico, in cui il trasmettitore codifica i simboli del messaggio e li modula nel segnale. Il segnale viene poi decodificato dal ricevitore, che restituisce il messaggio al destinatario. Tuttavia, il rumore può influenzare il segnale, causando differenze tra il messaggio trasmesso e quello ricevuto. RIDONDANZA → tecnica di codifica che utilizza oltre i simboli nel messaggio, nel segnale vengono codificati simboli aggiuntivi che consentono al ricevitore di verificare la corrispondenza del messaggio ricevuto con quello ricevuto e in caso negativo correggere l’errore dovuto al rumore o chiedere la ritrasmissione del messaggio. 4.1.3 I mezzi fisici Dal momento che i calcolatori usano codifiche binarie per la rappresentazione dei dati, i mezzi di collegamento fisico devono essere in grado di trasmettere segnali binari. A questo fine si possono sfruttare:
- mezzi guidati, in cui il segnale viaggia lungo linee fisiche (tipicamente i cavi);
- mezzi non guidati (wireless, “senza fili”) in cui il segnale viene irradiato nello spazio.
Le reti che ricorrono a mezzi guidati, sono in genere dette reti cablate , cioè realizzate tramite impianti di cablaggio che impiegano cavi. ( CABLAGGIO = insieme dei collegamenti e impianti fisici che permettono l’intercessione per la realizzazione di una rete ) Ogni mezzo di comunicazione è caratterizzato da proprietà fisiche che determinano:
- la distanza massima, oltre la quale il segnale trasmesso si degrada al punto di risultare troppo deteriorato e quindi illeggibile o quanto meno inaffidabili;
- la velocità massima con la quale i dati possono essere trasmessi; la velocità di trasmissione si misura in bit al secondo ( bps ) o multipli di esso (Kbps, Mbps, Gbps). La velocità è misurata in bit, non in byte. Il doppino telefonico è un mezzo fisico guidato per la trasmissione di segnali elettrici, composto da 8 fili di rame intrecciati per ridurre le interferenze esterne. Supporta velocità di 100 Mbps, 1 Gbps o 10 Gbps su una distanza massima di circa 100 metri. Utilizza connettori RJ45 alle estremità per collegare i dispositivi. La fibra ottica trasmette segnali luminosi, senza dispersione esterna, consentendo la trasmissione su lunghe distanze e ad alta velocità. È ampiamente utilizzata per reti LAN e MAN grazie alla sua immunità alle interferenze elettromagnetiche. La trasmissione IrDA è utilizzata per connettere dispositivi in prossimità diretta, ma è lenta e obsoleta rispetto al Bluetooth. Il Bluetooth, basato su onde radio, crea reti personali senza fili (WPAN) con una velocità massima di 4 Mbps. Il Wi-Fi utilizza onde radio per creare reti locali senza fili (WLAN) con velocità fino a 9600 Mbps. Le reti Wi-Fi consentono la connessione tramite access point che trasmettono segnali fino a 100 metri senza ostacoli. Queste tecnologie sono ampiamente utilizzate in ambito domestico, negli aeroporti, nelle stazioni ferroviarie, nelle scuole e nelle università per la connessione e la condivisione dell'accesso a Internet. 4.2 Internetworking La connessione di un dispositivo può essere online o offline a seconda della sua connessione alla rete. Per accedere a Internet, si utilizza un provider di servizi Internet (ISP) o di accesso a Internet (IAP) per collegare il proprio computer o rete alla rete dell'ISP. Di solito, si utilizza una linea telefonica e un modem per stabilire la connessione. I router sono utilizzati per collegare reti diverse e instradare i dati correttamente. In alternativa, è possibile collegare due computer tramite una linea telefonica commutata utilizzando un modem analogico o in banda fonica. Il modem ha due funzioni principali:
- Mo dulazione : il modem riceve dal calcolatore un flusso di bit e lo codifica sotto forma di segnali elettrici che trasmette sulla linea telefonica
- Dem odulazione : il modem decodifica i segnali elettrici che arrivano dalla linea, li traduce in sequenze di bit che invia al calcolatore. Connessioni tramite linea telefonica:
- linea telefonica commutata (56 Kbps = 56 kilobit per secondo): le connessioni su questa linea rientrano nella categoria dial-up sono cioè attive soltanto quando il modem impegna la linea.
- DSL (tra 160 Kbps e 52 Mbps) in grado di connettersi all’ISP utilizzando segnali elettrici di ad alta frequenza e di garantire una connessione per 24/24 ore senza disturbare il normale traffico telefonico.
- ADSL (Asymmetric DSL, ADSL2, ADSL2+, ADSL++, si caratterizzano nella velocità di trasferimento dei dati: la velocità in download è maggiore di quella in upload.
internetworking, collegamento. Tra i quali si presenta un’interazione gerarchica. Il livello più alto è vicino all’utente, mentre quello più basso al supporto fisico. ARCHITETTURE CLIENT-SERVER Nella rete abbiamo sempre:
- un nodo “passivo”, definito SERVER , che fornisce servizi, sotto forma di elaborazione o di dati, dopo averne ricevuto richiesta (es. il sito Web);
- un nodo “attivo”, definito CLIENT , che richiede e beneficia dei servizi offerti (es. l’utente). Con questi termini ci si riferisce ora al software, ora all’hardware, che possono essere sia client che server oppure una cosa o l’altra. Ad esempio con il termine “ client ” ci riferiamo sia al calcolatore dal quale parte la richiesta di una pagina web, sia al programma che viene usato per accedere al web (il browser, come Internet Explorer). Gli utenti, che sono nodi attivi del sistema, sono ad oggi una moltitudine, e la rete è diventata per questo il luogo di sviluppo di processi di comunicazione tra singoli e vere e proprie comunità. 4.3.2 Funzioni e utilità delle reti Le principali funzioni di una rete sono: ● permettere la comunicazione tra più nodi/utenti; ● permettere la condivisione di risorse. Una LAN ( Local Area Network ) consente di condividere risorse di calcolo, memorizzazione e comunicazione tra gli utenti all'interno di una determinata area, senza la necessità di una connessione a Internet. Ad esempio, può essere utilizzata per l'esecuzione di programmi scientifici in un centro di ricerca. ➢ archivio centralizzato, in una banca; ➢ unità di disco condivisa, in un gruppo universitario; ➢ backup via rete; ➢ posta elettronica. Parlando invece di una WAN (Wide Area Network, quindi una rete a distribuzione più ampia) o di una MAN (Metropolitan Area Network) queste permettono l’interoperabilità, ovvero la cooperazione fra sedi che abbiano calcolatori con sistemi operativi diversi. 4.3.3 Internet come inviluppo di reti Negli anni '60/'70, finanziati dal governo degli Stati Uniti, sono stati istituiti centri di ricerca per creare il primo nucleo di Internet. Il progetto è stato avviato dal Ministero della Difesa degli Stati Uniti a causa delle tensioni geopolitiche dell'epoca. Ci si rende conto dell’importanza dei calcolatori, soprattutto per la comunicazione, e si cerca di creare un sistema che permetta di comunicare anche a distanza e con le seguenti caratteristiche ● rete di calcolatori con SO diversi; ● lo scopo era quello di avere una rete decentrata e non vulnerabile; ● una rete meno vulnerabile (ad attacchi alle infrastrutture di telecomunicazione); utilizzo di una struttura ridondante; ● comunicazione con commutazione di pacchetto. Internet si è diffuso inizialmente negli Stati Uniti, con utilizzi principalmente militari, accademici e commerciali. Successivamente, si è esteso in Europa negli anni '70 e in Italia nel 1986. Durante questo periodo, sono stati sviluppati diversi servizi applicabili ad Internet, come la posta elettronica. Tuttavia, negli
anni '90, il World Wide Web ha rivoluzionato Internet diventando la sua principale applicazione e portando a una diffusione su larga scala. LA DISTINZIONE TRA RETE E INTERNET Internet è una rete di reti tenute in collegamento tramite opportune infrastrutture di interconnessione; mentre la rete cresce in relazione all’aumento dei calcolatori, Internet cresce in relazione all’aumento delle reti. Le utenze domestiche entrano a fare parte di questa rete grazie agli Internet Service Provider (ISP). All’interno di Internet rientrano diverse sottoreti, ciascuna delle quali ha un calcolatore, detto gateway , che funge da porta di accesso tra calcolatori della stessa rete e quelli del resto di Internet; INTERNET PROTOCOL In Internet i nodi (o host ) di una comunicazione vengono individuati univocamente tramite il proprio indirizzo, oggi definiti indirizzi IP (Internet Protocol). Si tratta di indirizzi IP formati da 32 cifre binarie, usualmente scritte in una rappresentazione decimale di quattro numeri compresi tra 0 e 255, separati tra loro con un punti. L’ ICANN ( International Corporation for Assigned Names and Numbers ) presiede all’attribuzione di indirizzi IP ad aziende ed enti che ne facciano richiesta. Essendo gli indirizzi a 32 bit sono disponibili un massimo di 2^32 indirizzi, ovvero circa 4 miliardi. Ad oggi l’espansione di Internet crea problemi di assegnazione ed è stato necessario trovare strategie che risolvano il problema:
- NAT (Network Address Translation): il gateway ha un indirizzo unico rispetto al resto di Internet, mentre tutti i calcolatori della sottorete usano indirizzi diversi tra loro, ma non necessariamente diversi da quelli di altre sottoreti. IL DNS L’utente viene raramente in contatto con gli indirizzi IP perché gli standard di comunicazione adottati in rete prevedono una conversione tra indirizzi IP e indirizzi simbolici, più facilmente comprensibili, ricordabili e digitabili dall’utente. La gestione di questa corrispondenza è a carico del DNS (Domain Name System), ovvero una rete di archivi, gestiti dai server DNS, che contengono tabelle di corrispondenza fra indirizzi simbolici e numerici. Il suo ruolo è trasformare gli indirizzi simbolici (es. biasimare.disco.unimib.it) in indirizzi IP numerici (es. 149.132.178.55). Si tratta di un’azione di disambiguazione, che permette di poter identificare più facilmente il server in cui ricercare l’informazione:
- L’utente digita un indirizzo simbolico, che viene interpretato e risolto dal DNS primario
- Se il DNS primario non è in grado allora si rivolge alla rete del DNS, affinché venga trovato il server “autorevole” in grado di fornire la corrispondenza ricercata. Gli indirizzi simbolici usano una sintassi che consiste in stringhe alfanumeriche concatenate da punti. Lette da destra:
- dominio di primo livello (es. .it), assegnato dall'ICANN e divisi in nazionali (es .it .uk .fr .de) e sovranazionali (es .com .org),
- dominio di secondo livello (es. unibg),
- nome attribuito dai gestori del dominio di secondo livello; “www” quale convenzione d’uso. → tecnica di ricorsione del DNS = serve a identificare un server autorevole 4.4 I servizi su Internet Parliamo ora dei diversi servizi che la rete Internet mette a disposizione dei propri utenti. Primo fra tutti il Web , anch’esso da considerarsi come un servizio su Internet: Internet è l’infrastruttura tecnologica sulla quale si poggia il Web.
→ FTP (File Transfer Protocol) : si tratta di un protocollo che, tramite programmi detti server FTP e client FTP , permette di gestire lo scambio di documenti, dati e programmi anche fra calcolatori con sistemi operativi diversi. L’utilizzo principale del protocollo FTP:
- distribuzione di pacchetti software
- upload di pagine su sito web
- invio di file di grandi dimensioni Il protocollo FTP permette di attivare contemporaneamente due connessioni tra un server e un client:
- un server FTP mette a disposizione dell’utente dello spazio di memorizzazione, ove è per lui possibile depositare o prelevare dati;
- i client FTP si connettono usando credenziali per l’accesso → Rete paritaria o peer to peer Si tratta di un’architettura paritaria (senza gerarchia server/client) ed è un sistema diffuso nelle attività di file sharing, ossia per lo scambio di materiali audio e visivi. Si usano programmi come eMule, che permette lo scambio e la condivisione di documenti lungo una rete. → Gruppi di discussione, o conferenze in rete ( newsgroups ) Questi gruppi sono fondati sulla metafora della bacheca: ogni utente del gruppo è collegato ad un server di news a cui invia i propri messaggi, ma questo server è collegato ad una più ampia rete di serventi (USENET); in questo modo il server scambia i messaggi ricevuti con tutti gli utenti del gruppo, che vi accedono come ad una bacheca di messaggi. Nei filoni di discussione (threads), i messaggi vengono aggregati per tema di discussione. → Forum Per le discussioni tematiche i forum tendono a prevaricare i newsgroup, anche perché, essendo legati ad un sito web, non hanno problemi di propagazione cronologica essendo la pubblicazione quasi istantanea. Per la partecipazione ad un forum è richiesta la registrazione al sito web. → La comunicazione sincrona Permette a due, o più utenti, di mettersi in contatto in tempo reale. Si tratta genericamente di chat (era una stanza virtuale nel quale si accedeva e si poteva comunicare solo con coloro che erano presenti in quel momento nella stanza), Instant messaging , come MSN e Whatsapp , ma anche Skype ( per effettuare una chiamata skype non è necessario il Web). Tutti questi servizi si basano su un'architettura client/server. → Altri servizi su Internet
- backup: I file e le cartelle possono essere copiati in remoto mantenendo lo stesso stato dell'originale. Le modifiche all'originale si riflettono anche sulla copia salvata. Gli strumenti di versioning consentono di archiviare più versioni degli stessi dati. La condivisione permette agli utenti di mettere in comune i propri materiali, rendendoli accessibili e modificabili da diversi calcolatori. Nel cloud computing, l'archiviazione dei dati avviene su server remoti senza conoscere la loro collocazione fisica. Il cloud computing non è da confondere con il grid computing che si applica ai codici di calcolo distribuito, ossia algoritmi che vengono implementati da programmi che sono eseguiti su una pluralità di macchine, per ragioni di efficienza (tipicamente usano grandi moli di dati)
CAPITOLO 7: Arte e beni culturali nell’era digitale
7.1 I beni culturali nell’era del Web 4. 7.1.1 Web 2.0, 3.0 e 4.0: la cultura in trasformazione Il web 2.0 ha permesso a molte persone di partecipare/interferire con i contenuti dei siti, commentando, creando nuovi archivi. Esso sta trasformando la rete in una sorta di “ agorà digitale ” ed ha offerto anche ai musei di fornire un’interazione sempre crescente e una partecipazione attiva ai contenuti culturali offerti online. Il web 3.0 (o semantico) utilizza sistemi di intelligenza artificiale che strutturano la conoscenza in “categorie concettuali”. Il web 4.0 (o tridimensionale) propone spazi tridimensionali in cui ogni utente può interagire attraverso un proprio avatar. Qui assumono importanza anche i Big Data, ovvero una raccolta di dati informativi estesa in termini di volume, velocità e varietà. La realtà aumentata e le tecnologie 3D applicate ai beni culturali propongono nuove esperienze immersive che si attuano indossando un visore o degli occhiali. Negli ultimi anni si ha avuto la tendenza a consolidare grandi portali dedicati al patrimonio culturale, come Europeana. Il sistema funziona grazie a un uso mirato di metadati, con materiali testuali e immagini, sonoro e video. Un sistema standard di schedatura unisce a importanti strumenti, come thesauri e vocabolari il controllo, un’attenta normativa sulla digitalizzazione e il trattamento delle immagini. Il contributo francese a questo sito è il maggiore d’Europa. Anche il progetto Hispana condivide i dati delle collezioni nazionali in collegamento con il portale della cultura spagnolo. Culturaitalia è invece il portale italiano della cultura. Internet Culturale è invece nato con lo scopo di creare un accesso unico e integrato al patrimonio delle biblioteche italiane attraverso i cataloghi digitali delle biblioteche. Il progetto inglese più rilevante in questo ambito è invece Art UK , che mira a colmare una lacuna importante nelle modalità di catalogazione informatizzata anglosassone. La nuova idea di biblioteca che emerge da queste esperienze pone le sue radici nell’interdisciplinarietà: può essere definita un deposito ibrido di dati, aggregati insieme da relazioni continuamente modificabili e rimodellabili sulla base delle diverse esigenze degli utenti. Sono ideali per nuove ricerche sempre più storicamente fondate. Purtroppo però , i musei in rete, a differenza delle biblioteche, continuano ad essere un settore non rappresentato a pieno. 7.2 Musei nel Web Definizione di museo : il museo è un'istituzione permanente senza scopo di lucro, al servizio della società e del suo sviluppo punto è aperto al pubblico e acquisisce, conserva, compie ricerche, comunica ed espone il patrimonio tangibile intangibile dell'umanità il suo ambiente ha fini di educazione, studio e diletto. L’idea di patrimonio culturale immateriale si lega a forme di espressione prive di una tangibilità vera e propria. A questa problematica si legano gli ecomusei, per cui il web costituisce lo spazio per la memoria storica collettiva di una comunità. Oggi, per aggregare a sé visitatori, il museo sfrutta diversi mezzi, come Instagram e TikTok. I loro feedback poi diventano centrali una volta conclusasi l’esperienza. Con la pandemia, diversi musei hanno organizzato visite virtuali per potersi godere la bellezza dell’arte anche da casa. Ad esempio, Google Arts & Culture concede l’accesso a immagini e tour virtuali di diversi musei, come ad esempio Gli Uffizi. Altri musei sfruttano i propri siti online per offrire grandi risorse multimediali, come il MET che propone sezioni dedicate a studenti, bambini, educatori, proponendo materiali interattivi. Si sottolinea che questi siti sono strumenti di comunicazione e divulgazione, non sostituiscono
7.3.3 Vocabolari strutturati, thesauri e sistemi di classificazione iconografica Utilizzare un linguaggio standardizzato è fondamentale per aumentare il recupero dei dati e la precisione in fase di ricerca, specialmente quando si tratta dell’italiano, una lingua ricca di sinonimi e varianti. I thesauri si distinguono dai vocabolari perché 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 e termini più specifici. The art and architecture thesaurus è un esempio che nasce nel 1979 e viene concluso nel 1994 con la pubblicazione di cinque volumi. Esso segnala i termini privilegiati rispetto a sinonimi o varianti meno diffuse. Tra le tassonomie hanno un ruolo importante i sistemi di classificazione iconografica: la standardizzazione linguistica è difficilmente data nella discrezione di un manufatto: in un campo adesso libero lo schedatore può utilizzare liberamente le espressioni linguistiche a lui più congeniali per cercare di descrivere adeguatamente e a vari livelli un'opera d'arte. Il progetto Iconclass viene ideato alla fine degli anni 40, per cui ogni iconografia identificata viene associata ad una sigla alfanumerica, che viene a sostituire interamente le parole.
CAPITOLO 8: Biblioteconomia e ricerca delle informazioni in Internet
8.1 La ricerca dell’informazione: oggetto e attori L’insieme di conoscenze umanistiche è in continua evoluzione (la revisione critica nasce dalle esigenze emergenti della società). Questo tipo di informazione si chiama letteratura di riferimento. Ogni nuovo contributo si basa perciò sul riconoscimento esplicito, grazie alla citazione degli studi precedenti sui quali esso si basa. La produzione scientifica si basa sui dati o dataset, che a loro volta devono essere presentati esplicitamente nella ricerca. L'entità composta da un contenuto intellettuale e dal supporto sul quale esso è registrato viene definita documento o risorsa informativa. La massa critica di contenuti e risiede ormai su supporti localmente indisponibili o remoti due si tratta di server che possono trovarsi a centinaia di chilometri di distanza dall'utente punto la consultabilità del documento non dipende dalla sua disponibilità nel locale, ma un'autorizzazione all'accesso remoto attraverso una connessione di rete. Le nuove tecnologie hanno affiancato alla componente testuale diversi contenuti non testuali, come immagini, suono, codice informatico e file eseguibili, mappe interattive e ambienti virtuali. Nel web, la modifica di documenti esistenti è facile, veloce e anche economica e quindi avviene con frequenza il risultato è ritrovare nello stesso tempo più versioni differenti di uno stesso documento. Bisogna stare attenti alle pagine obsolete virgola che però restano nel web, e al fenomeno della ridondanza, secondo cui una stessa risorsa informativa è accessibile attraverso più servizi. Le informazioni digitali e volatili. I documenti online sono determinati dalla interconnessione, il fatto che una data risorsa informativa non sia in sé stessa conchiusa, ma contenga rimandi ad altre risorse. Virgola e l'interattività, secondo cui una certa risorsa non sia redatta una volta per tutte, ma si completi attraverso successive interazioni di feedback da parte di una comunità di utenti. Dalle mancanze di conoscenza sorgono le esigenze informative virgola che possono essere colmate tramite più opzioni: rivolgersi a un esperto, interrogare il catalogo di una biblioteca, consultare un documento, consultare un documento per ricercare nella bibliografia altri spunti. Ci focalizziamo sul secondo aspetto, l’ information retrieval , un'attività di selezione di informazioni rilevante all'interno di una collezione di documenti appositamente organizzata. Esso fornisce
all'utente l'esistenza di un documento a lui necessario. La selezione comprende una lista di segnalazioni di documenti e l'utente deve intervenire per valutare la qualità dei risultati. 8.2 Indicizzazione dei documenti e metadati La query è la richiesta da parte dell’utente di accedere al documento all’interno dell’archivio: è fondamentale che egli parli la stessa lingua dell’IR - stringhe di testo che specificano la ricerca. Si definisce metadato un attributo strutturato che qualifica un documento e ne favorisce la reperibilità. I tipi di metadati: ● Descrittivi: consentono la ricerca del documento non solo con caratteristiche generali (autore e titolo) ma anche con parole chiave specifiche ● Amministrativi: gestione dei documenti (ISBN – codice che si assegna ad un nuovo libro) ● Di preservazione: conservazione a lungo termine dei documenti ● Paradati: tutti i movimenti dell’utente in rete (quando si accettano i cookies si forniscono i dati di utilizzo). I metadati dei documenti digitali sono esclusivamente machine readable e si collocano all’interno del documento. Essi vengono rappresentati in maniera diversa a seconda degli scopi: gli indici, ad esempio, sono liste di citazioni bibliografiche, consultabili solo per scorrimento in base a un ordinamento predefinito 8.3 La biblioteca come sistema di information retrieval La biblioteca è l'istituzione la cui missione consiste nel rendere liberamente accessibili le informazioni di interesse per il pubblico di riferimento. Un tempo la biblioteca possedeva soprattutto documenti a stampa, mentre oggi acquisisce soprattutto documenti digitali, sia testuali sia multimediali, come ebooks e banche dati. I tradizionali servizi di supporto agli utenti si sviluppano oggi in vere e proprie proposte formative: insieme di competenze che un individuo deve possedere per utilizzare autonomamente strumenti, risorse, processi e sistemi in modo responsabile per accedere alle informazioni di qualsiasi supporto. Gli strumenti IR tradizionalmente approntati dalle biblioteche sono gli indici o elenchi ordinati. Gli indici si concretizzano nella disposizione fisica dei documenti e nei cataloghi. Il codice Dewey è solitamente il tipo di classificazione dei documenti usato in biblioteca, che facilita il browsing a scaffale, collocando esemplari simili uno accanto all’altro. La catalogazione bibliotecaria è la più antica forma di creazione di metadati: la pratica di catalogare i documenti è infatti una tradizione millenaria, risalente almeno alle antiche biblioteche sumere. Gli standard catalografici devono seguire il principio di servire l’utente: ● Non devono essere ridondanti ● Uso di lessico comune ● Applicati in modo uniforme sia analogica che digitalmente ● Basarsi su economia e semplicità I metadati possono essere ritrovati nel paratesto del documento. Indipendentemente da come vengono visualizzati, i record in rete devono essere registrati secondo un formato machine-readable, il più diffuso dei quali è il MARC. Una volta ricavati i metadati descrittivi dai documenti, il secondo compito del catalogatore consiste nel scegliere i punti di accesso principali al record bibliografico; si tratta dei dati mediante i quali il record verrà reperito non solo tramite la ricerca, ma anche dalle liste di scorrimento e attraverso l’aggregazione dinamica di record. Come raggruppare forme varianti dei nomi o distinguere le situazioni di omonimia? Con il controllo di autorità : si crea una registrazione che raggruppa tutte le forme varianti – la prima è il punto di accesso autorizzato e le altre sono i rinvii.
