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LABORATORIO DI INFORMATICA
JEAN-FRANÇOIS LYOTARD 1924 - 1998
“ La Condition postmoderne: rapport sur le savoir ” , 1979 > “ L’ incidenza delle trasformazioni tecnologiche sul sapere sembra destinata ad essere considerevole. Esso ne viene o ne verrà colpito nelle sue due principali funzioni: la ricerca e la trasmissione della conoscenza ”. I social network hanno l’incredibile potere di indirizzare la nostra conoscenza. Attendibilità dell’informazione.
MANUEL CASTELLS 1942
“ Galassia Internet ” , 2002 > Prima di cominciare a cambiare le tecnologie, ricostruire le scuole e di riformare gli insegnamenti, abbiamo bisogno di una nuova pedagogia , fondata sull’ interattività , sulla personalizzazione e sullo sviluppo di capacità autonome di apprendimento e di pensiero. Rafforzando nel contempo il carattere e la fiducia nella propria personalità, e questo è un terreno inesplorato. Un aspetto che ha modificato molte delle azioni quotidiane è legato alla fluidità dei testi. Il testo diventa liquido, copiabile per milioni di volte. Continua usura dell’oggetto vs sequenze numeriche (con il passare del tempo la sequenza resterà la medesima); Macchina da scrivere (manipolabilità difficile) vs Microsoft World 6.0 (1994): dalla scrittura automatizzata alla scrittura digitale; La digitalizzazione della musica ha stravolto tutto: vinile vs cd compact disc digital audio; Walkman vs MP3; Videocamera, audiocassetta vs smartphone. Il primo nome del computer in Italia sarà “calcolatore elettronico”. Per un grande periodo storico sfugge il concetto di computer. Il PowerPoint nella sua prima versione non prevedeva la proiezione diretta tramite proiettore, il file veniva portato dal fotografo, si stampavano le diapositive e venivano poi proiettate attraverso un proiettore. In passato un proiettore costava 12 milioni. La fotografia analogica, ovvero l’istantanea, era l’assoluta normalità del mondo fotografico fino agli anni 2000. Veniva bloccato il momento attraverso particolari tecniche, c’era l’idea di fare fotografie con una pellicola che prevedeva 36 scatti, oggi invece illimitati. L’unico aspetto che non è stato del tutto rivoluzionato è quello della lettura. Il libro cartaceo ha ancora una forza enorme. Il numero di libri digitali ha avuto un picco durante l’epoca del Covid-19, immediatamente dopo le librerie si sono nuovamente riempite di persone che desideravano acquistare libri cartacei. Nessun tipo di oggetto digitale riuscirà per ora a sostituire il profumo della carta. Kindle offre le stesse emozioni per quanto riguarda la lettura, tranne le emozioni tattili. Con il mondo digitale cambia anche il linguaggio : “ti sei mai googlato?” “ti mando un vocale di 10 minuti…” “vorrei ma non posto” etc. Quando si ascoltano queste frasi si capiscono, se ci si dovesse trasferire a dieci anni fa ci sarebbero stati sicuramente grandi difficoltà a comprenderle. Google però nasce a metà degli anni ’90, la prima affermazione di conseguenza sarebbe stata compresa. Le biblioteche digitali non si creano subito perché non c’è lo spazio. Ora il costo del digitale è irrisorio.
- Flessibilità : è possibile modificare facilmente l’oggetto digitale senza lasciare traccia di cancellatura o cambiamento.
- Riproducibilità : è possibile realizzare un numero infinito di copie dal file digitale senza usurarlo. A differenza del vinile: ogni volta che la testina passa sulla superficie del disco lo usura, c’è la sfregatura. Dopo una serie di volte il canale su cui la testina si muove non è più quello delle origini ma è modificato e dunque non si sente più come si sentiva la prima volta.
La memoria digitale si continua a perdere perché nessuno la valuta seriamente , le mail hanno una volatilità incredibile. Il salvataggio è una problematica che non si è stati abituati a valutare; si perdono dati che non si è capaci di salvare ma che sono una parte importante della vita di ogni individuo.
- Ricercabilità : è possibile fare ricerche approfondite anche incrociate su fonti diverse.
- Macchina-dipendenza : per la fruizione è necessario l’uso di una macchina adeguatamente programmata. Il computer esegue istruzioni ben definite da un determinato sistema, che portano ad una soluzione. La parola INFORMATICA deriva da due termini: infor mazione auto matica. Spesso l’idea di informazione è paragonata alle cosiddette news, non è però questo il caso, la parola informazione viene rappresentata come un insieme di dati che vengono trattati in maniera automatica. L’informazione digitale è totalmente dipendente dallo strumento digitale. Questi si occupa dello sviluppo e della ricerca dell’ automatizzazione dell’informazione (gestione dei dati), ed è a sua volta un campo della cibernetica , scienza che studia la formazione, la trasmissione, l’apprendimento e l’elaborazione delle informazioni. La cibernetica studia i dati nell’interezza. Come si possono elaborare le informazioni? I dati vengono organizzati secondo una logica funzionale dalla macchina stessa. L’automatizzazione dei dati ha cambiato molto nelle abitudini dell’uomo. Vi sono alcuni passaggi decisivi che hanno segnato la storia dell’informatica , dalla macchina per il calcolo meccanico di Leonardo Da Vinci ai moderni calcolatori.
- 1500 Leonardo Da Vinci progetta una macchina per il calcolo meccanico. L’uomo nel corso della sua storia ha sempre cercato di semplificarsi la vita. Nel campo della matematica si cerca di automatizzare il calcolo.
- 1643 Blaise Pascal inventa una macchina calcolatrice meccanica, chiamata pascalina. L’invenzione prevedeva che grazie ad un sistema di ruote all’interno della macchina stessa, si potessero fare delle somme.
- 1834 Charles Babbage costruisce una macchina programmabile, ossia una macchina alla quale si può inserire in ingresso non soltanto i dati da elaborare, ma anche la sequenza di operazione che la macchina dovrà eseguire.
- 1847 George Boole scrive le prime relazioni tra matematica e logica, che saranno la base dei circuiti elettronici del computer.
- 1871 L’Italino Antonio Meucci inventa il telefono: nasce l’era delle comunicazioni.
- 1895 Guglielmo Marconi trasmette il primo segnale via radio.
- 1936 Il matematico Alain Turing propose il modello teorico del moderno calcolatore, la macchina di Turing.
- 1938 Il tedesco Konrad Zuse realizza il primo calcatore programmabile elettromeccanico che viene usato per i calcoli balistici sulle “bombe volanti”, che verso la fine della seconda guerra mondiale, i tedeschi lanciano sull’Inghilterra. Anche gli inglesi inizino la costruzione di un calcolatore elettromeccanico per decifrare i messaggi in codice dell’esercito tedesco
- 1939 Il matematico George Robert Stibitz costruisce il primo calcolatore funzionante con codice binario, formato da 0 e 1.
- 1944 Entra in funzione ad Harvard il calcolatore elettromeccanico Mark 1 ( primo vero computer funzionante della storia ), costruito nei laboratori della IBM (azienda che per anni resterà il punto di riferimento della nascita dell’informatica) nel 1943 per scopi bellici. Per la sua costruzione sono stati utilizzati 765.000 componenti e centinaia di chilometri di cavi. Una volta ultimato occupava una lunghezza di 16 metri e raggiungeva un peso di circa 4 tonnellate e mezzo. Riusciva a sommare due numeri di 23 cifre in meno di mezzo secondo. Una volta, durante un calcolo Mark 1 cominciò a dare dati errati, dopo una lunga ricerca venne trovato un insetto (bug) che era rimasto schiacciato dentro un relè. Da qui il termine bug che ancora oggi si usa per indicare un errore nell’esecuzione del programma. In qualsiasi periodo bellico della storica i sogni dei politici finiscono agli scienziati, i capitali che si investono nel mondo scientifico durante il periodo bellico possono far vincere una guerra.
- 1946 Entra in funzione l’ ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer), finanziato dall’esercito americano prima della fine della seconda guerra mondiale con l’obiettivo di calcolare i dati balistici dell’artiglieria americana. L’ENIAC è costituito da: 10.000 condensatori, 18.000 valvole termoioniche, 70.000 resistenze, pesa 30 tonnellate, occupa una superficie di 180 metri, effettua 5.000 addizioni al secondo, ed ha una memoria di 200 byte.
Si definisce con il termine COMPUTER una macchina concepita per l’elaborazione elettronica, automatica e programmabile dei dati. Deve esserci una componente legata all’elettricità. Spesso si sente dire che il computer è una macchina intelligente o viceversa completamente studia. Queste affermazioni equivarrebbero a dire che un ferro da stiro o un televisore sono intelligenti o stupidi. Tutto ciò in realtà non è vero per il semplice fatto che tutti questi “attrezzi” sono macchine inermi, né intelligenti né stupide. L’unica cosa che distingue il calcolatore elettronico, o computer, dal ferro da stiro e dal televisore è il fatto che contiene una enorme quantità di piccoli interruttori i cosiddetti transistor ed è programmabile. Anche lo smartphone è un computer, è semplicemente miniaturizzato, è un piccolo computer tascabile che presenta le medesime componenti del computer. Il primo telefonino fu una specie di ricetrasmittente, trasmetteva cioè onde radio che si possono scambiare. Il computer è programmabile poiché può essere gestito con infiniti programmi e a seconda del software che carico dà risultati e risposte diverse. Per il resto anche il computer, al pari del comune ferro da stiro o della TV, non contiene niente altro che fili. È piuttosto, l’uomo, con la sua intelligenza, che rende il computer utile e “intelligente” ammettendo che l’intelligenza consista soltanto nell’eseguire istruzioni ben precise e prestabilite dall’uomo stesso. L’intelligenza della macchina non è data dalla macchina stessa, ma dal software che si sta utilizzando e i software creati dall’uomo possono essere più o meno perfetti. Il computer, quando sbaglia, non sbaglia quindi mai per un errore proprio, ma perché colui che lo usa ha fornito comandi errati, proprio come chi lascia il ferro da stiro incustodito sulla camicia. L’accento sulla definizione di computer va messo sulla parola automatica, la quale deriva dal greco αὐτόματος, automatos, “che agisce di propria volontà”, “indipendente”. L’indipendenza è data dall’automazione nell’elaborazione del dato. A un certo evento la macchina risponde in modo preciso, seguendo uno svolgimento prescritto, senza l’intervento dell’uomo, e quindi in maniera automatica. I computer possono risolvere problemi distinti (elaborare testi, grafici, numeri), disponendo di programmi differenti. Il computer esegue infatti gli algoritmi fornitogli. La macchina elettronica ci permette di raggiungere delle velocità di elaborazione superiore. L’ elettricità è il mezzo che bisogna utilizzare, è necessario però capire qual è la sua caratteristica. L’elettricità ha un unico sistema di comunicazione ipotetico, l’elettricità c’è, o non c’è. Se c’è elettricità: valore 1. Se non c’è elettricità: valore 0. Tutta l’informatica si basa sulla presenza o sull’assenza di elettricità. Bit BInary digiT : percorso binario , due unici valori possibili. Questi valori sono lo zero e l’uno e tutto ciò che viene gestito all’interno di un computer viene rappresentato mediante una sequenza di bit. È l’elemento minimo della creazione del linguaggio informatico. Ogni informazione deve essere rappresentata con una specifica modalità basata sull’utilizzo di un solo elemento. Nella nostra quotidianità si utilizza il “ sistema di numerazione arabico ”. Questo sistema si basa sulle unità, decine, centinaia, migliaia e così via. Il dieci gioca un ruolo fondamentale in questo sistema e infatti si dice che il sistema di numerazione arabico utilizza una codifica posizionale basata su 10 differenti cifre. Il valore che assume una cifra dipende dalla posizione in cui si trova. Nei calcolatori non si utilizza un sistema a base 10, ma un sistema a base 2 incentrato sull’utilizzo dei bit e quindi nella memoria di un calcolatore possiamo trovare solamente due simboli: 0 e 1. 10 = 2 nel codice binario. Si parla in questo caso di “ sistema di numerazione binario ”. Con un bit si possono quindi definire due possibili stati. Anche questo sistema utilizza una codifica posizionale, ma questa utilizza solo 2 cifre anziché 10. Con due soli simboli è difficile creare un linguaggio informatico, alla macchina si dà una scelta di due valori alla volta. Non è possibile rappresentare tutte le informazioni mediante un solo bit. Si è deciso di creare un altro valore simile al bit, ovvero il Byte BInary TErm , dato da una sequenza di 8 bit. Il parametro byte è uno specifico elemento. Se si prende un byte, si ha la possibilità di codificare con lo 0 e con l’1 256 valori diversi. Il byte può quindi rappresentare 256 valori e corrisponde a 28. Con un byte normalmente si rappresenta un carattere alfabetico, un colore, le sfumature di colore etc. I caratteri alfabetici da rappresentare in un computer sono molteplici (a minuscola, maiuscola, accentata). Spiegazione matematica: perché proprio 256? L’idea era gestire 128 caratteri che erano più che sufficienti per rappresentare questo numero di lettere e di simboli da parte della tastiera ma Il 7 era un numero che non funzionava bene nelle potenze di 2, venne quindi utilizzata la prima potenza di vicino al 7 legata al numero 2, quindi l’8.
La tabella USASCII rappresenta la combinazione di numeri e di impostazioni 0 e 1 in un singolo byte. Il computer non sa che tastiera si sta utilizzando, viene impostato, grazie a un comando, per riconoscere la tastiera italiana, spagnola etc. Sulla tastiera ovviamente non cambia nulla, cambia invece su una tastiera touchscreen. Oltre a bit e byte sono stati introdotti anche altri ordini di grandezza. Sono stati creati i multipli dei byte, espressi con 2 elevato alle potenze di 10. I multipli sono stati utilizzati moltiplicando per dieci, il sistema è comunque in base otto perché ovviamente si parla di 8 bit. Quel pochino che avanza non è così significativo (a meno che non si parli con un ingegnere informatico), quando si parla di Kilobyte si parla di 1024 byte, ci sono quindi 24 byte in più rispetto ai 1000. 210 byte = 1024 byte = 1 kilobyte = 1 KB 220 byte = 1024 Kbyte = 1 Megabyte = 1 MB (un milione di byte) 230 byte = 1024 Mbyte = 1 Gigabyte = 1 GB (un miliardo di byte) 240 byte = 1024 Gbyte = 1 Terabyte = 1 TB (mille miliardi di byte) Dato che gran parte delle informazioni elaborate da un PC sono numeri e lettere, il byte è stato utilizzato come unità di misura della quantità di dati memorizzati su computer e della capacità di immagazzinamento dei dispositivi di memorizzazione. La grande flessibilità del computer deriva dal fatto che coesistono due componenti, una materiale , chiamata hardware, e una logica , denominata software. Il computer rispetto ad altri oggetti nella storia dell’uomo ha la necessità di una simbiosi continua tra l’hardware e il software. Non esiste hardware senza software e viceversa. L’hardware è costituito dall’insieme di parti fisiche da cui è composta la macchina. Le istruzioni, i programmi eseguibili e i dati, per contrasto con la “durezza” della macchina, rappresentano il software. L’hardware è uno strumento musicale, il software è l’istruzione per arrivare al momento finale ovvero lo spartito mentre l’informazione elaborata, ossia l’output, equivale alla musica eseguita. Il file è l’elemento minimo che va a rappresentare nel mondo informatico un’entità. È la struttura logica principale in cui il PC archivia le informazioni. Il concetto stesso di file informatico si sta perdendo. Un programma , o applicazione è un file che contiene le istruzioni necessarie al computer per svolgere determinate operazioni. Per rendere il mondo dell’informatica accessibile a tutti, lo si è reso quasi incomprensibile.
I COMPONENTI DEL PC
Di solito i componenti del PC vengono considerati separando l’ unità centrale e le periferiche. L’unità centrale è un involucro (case) che contiene i componenti elettronici e i circuiti integrati fondamentali per il funzionamento del computer. Le periferiche sono i dispositivi che permettono al PC di comunicare con l’esterno: possono servire per introdurre dati e programmi (dispositivi di input, come la tastiera e il mouse) o per comunicare all’utente i risultati di un’elaborazione (dispositivi di output, come il video o la stampante). Il computer è una macchina complessa, le cui funzionalità sono garantite dai vari componenti assemblati nell’unità centrale: schede, circuiti elettrici e cavi. La scheda madre (motherboard) è un elemento fondamentale ma non principale, infatti non è la scheda madre che elabora i dati (CPU). È il componente principale su cui si innestano tutti gli altri, quello che fa da tramite per lo scambio delle informazioni. Un primo circuito integrato con tante funzionalità è la base su cui andranno ad innestarsi gli altri componenti principali. La scheda madre si presenta come un grosso circuito stampato di forma rettangolare, che contiene: il microprocessore , la memoria RAM e i circuiti che collegano le memorie di massa (cioè il disco fisso, il floppy disk e il CD-ROM), il controller , la scheda video e audio e le unità periferiche (monitor, tastiera, mouse, stampante, scanner). L’ allestimento (processore, quantità di memoria etc.) del computer lo sceglie chi desidera acquistare il computer, in modo tale che sia super personalizzato. Il chip è un circuito composto da più componenti elettronici, integrati mediante processi di miniaturizzazione in un unico involucro (package) di dimensioni ridotte. Il microprocessore Central Processing Unit è la parte più importante del PC. È un chip integrato che dirige e controlla ogni attività del computer, costituito da una piccola piastra di silicio, situata sulla scheda madre, sulla cui superficie sono stati creati milioni di transistor miniaturizzati. Migliore sarà il microprocessore, più qualità avrà il device
Il microprocessore e gli altri componenti elettronici che si trovano sulla scheda madre comunicano tra loro per mezzo d’impulsi elettrici. Questi impulsi viaggiano attraverso piste di rame tracciate sulla scheda madre stessa che, proprio per la funzione di trasporto , si chiama bus. I bus sono dei veri e propri canali di trasporto. Se la CPU, per la sua importanza può essere considerata il cervello del PC, i bus rappresentano il sistema nervoso della scheda madre. Il bus centrale (System bus) mette in comunicazione la CPU con la RAM. A esso sono connessi tutti i bus che collegano la CPU con altri dispositivi di ingresso e di uscita, cioè tutti quei componenti che possono ricevere o inviare informazioni (hard disk, tastiera, monitor etc.) Tra il microprocessore e la sua memoria sono presenti moltissimi filamenti sottili di rame che porteranno gli impulsi elettrici, ovvero le informazioni codificate in bit e byte. Il bus di sistema permette la comunicazione tra le diverse unità del calcolatore ed è composto da: bus dati : permette di trasferire dati e istruzioni da/verso la memorai; bus indirizzi : la CPU provvede a trasmettere l’indirizzo di memoria da cui prelevare il dato in caso di lettura, oppure depositarlo in caso di scrittura; bus di controllo : dove transitano le informazioni ausiliari per la corretta definizione delle operazioni da compiere e per la sincronizzazione tra CPU e memoria. Negli anni Settanta del secolo scorso, i computer abbandonano un contesto applicativo prevalentemente tecnico- industriale o militare, per entrare nelle case dei civili, anche se limitatamente a appassionati di tecnologie e hobbisti. Prima ipotesi > Questi primi PC venivano comunemente chiamati “microcomputer”: tra questi, vale la pena ricordare nel 1975 Altair 8800 basato su processore Intel 8080, il primo personal computer messo in commercio al costo di 500 dollari e venduto in kit di montaggio. In quegli anni non c’era l’idea di costruite un personal computer, nessuna azienda aveva intenzione di produrre computer per le famiglie, non vi era l’ipotesi di arrivare ad una produzione del genere perché si riteneva che il computer non sarebbe mai stato utilizzato a livello casalingo. Seconda ipotesi > Nel 1976 nasce Apple. Steve Jobs e Steve Wozniak disegnano e costruiscono l’ Apple I , che è principalmente costituito da un circuito su una sola piastra. È una scheda madre con delle componenti che riceve in certo successo. Steve Jobs non era un grande programmatore, infatti, per far sì che la sua idea prenda piede, si porta dietro un piccolo genio della programmazione. Dunque vi è una fusione fra le idee di Jobs e la grande capacità tecnica di Wozniak. Nel loro garage compravano i vari pezzi, li saldavano con il saldatore, li mettevano in una scatola di cartone e li portavano ai negozi per essere poi venduti. Il costo è di $ 666 , la CPU non è Intel, si sceglie un processore meno costoso e di conseguenza meno potente, il monitor e la tastiera non vengono venduti, il mouse non esisteva. L’azienda Apple riuscirà nel giro di pochissimo ad imporsi nel mercato perché punta su una cosa che non esisteva. Pubblicità che compare nel 1977 in alcune riviste americane per introdurre l’ Apple II. È una pubblicità rivoluzionaria : permette allo spettatore di comprendere che è possibile, grazie all’Apple II, portarsi a casa un po' di lavoro e terminarlo in maniera autonoma anche comodamente da casa. Viene annunciato l’Apple II, che diventa un banco di prova per i personal computer. Un vero e proprio home computer, con semplici programmi di video scrittura, fogli di calcolo, giochi e tanto altro. Il costo è di $1300 con 4K, $2640 con 48K, CPU di Motorola, è il primo computer venduto con funzioni di grafica incluse. È rimasto in vendita fino alla fine del 1993 , con upgrades importanti nel corso del tempo. Complessivamente si stima ne siano stati venduti quasi 5 milioni di esemplari. La Apple vendeva sia il monitor che il lettore di floppy disk. Si può dunque pensare che il primo vero personal computer della storia sia l’Apple II. Nel 1980 Apple presenta Apple III. Il computer fu un disastro commerciale. Non ebbe successo, dato che costava molto (4.340$ poi abbassati a 3. 495 $) e non vi furono programmi che sfruttassero adeguatamente le sue potenzialità; poi, fu soggetto a molti problemi tecnici, sia software che hardware. I primi modelli di Apple III soffrivano di alcuni problemi di affidabilità, dovuti al progetto iniziale del computer non sufficientemente testato, perciò Apple fu costretta a rivedere il progetto ed a posticiparne la commercializzazione, che iniziò nell’autunno del 1980. La scelta di non dotare il computer di ventoline di raffreddamento si rivelò infelice: il
surriscaldamento causava la deformazione della scheda madre con la conseguenza che i chip lentamente si sfilavano dai loro zoccoli ed il computer iniziava a non funzionare più. A ciò va aggiunto che nel 1981 IBM presentò il suo PC a 16 bit che si affermò velocemente come standard per le macchine professionali da ufficio: l’Apple III, invece, per mantenere la compatibilità con l’Apple II, era stato dotato di una CPU ad 8 bit del 1975. Questi fattori limitarono la diffusione della macchina: alla fine del 1983 erano stati venduti solo 75.000 esemplari di Apple III, quanto l’Apple II registrava in un solo mese. L’introduzione dell’Apple III+ non aiutò il computer a risollevarsi commercialmente ed Apple decise di cessarne la produzione il 24 Aprile 1984 togliendolo definitivamente dal listino nel mese di Settembre del 1985. Steve Jobs voleva produrre un computer facile da utilizzare, Il suo sogno infatti era quello di rendere il computer utilizzabile da chiunque, a ragion di questo il 19 Gennaio 1983 è stato presentato Apple Lisa (Local Integrated System Architecture) e messo in vendita nel mese di Giugno dello stesso anno al costo di 9.995 dollari statunitensi, prezzo inarrivabile per un pubblico generalista. È rimasto in commercio fino al 1985. Molte delle innovazioni legate all’interfaccia grafica del Lisa sono derivate dal progetto ALTO della Xerox. Resterà un prodotto destinato all’ utenza professionale , ma che ha lasciato il mondo degli appassionati a bocca aperta, con le sue caratteristiche rivoluzionarie. Nel Gennaio 1984 viene annunciato dalla Apple il personal computer Macintosh. Il video pubblicitario è considerato uno dei migliori video pubblicitari della storia , viene lanciato la sera del Super Bowl. Si tratta finalmente di una macchina interamente grafica , abbordabile come prezzo (2.495$), anche se più cara di un PC IBM, ma non certo del prezzo stratosferico del computer Lisa. Il monitor (rigorosamente in bianco e nero) è integrato con la CPU, la tastiera è povera di tasti, ma efficace al tocco, come il mouse, che presenta un solo tasto. L’interfaccia grafica è semplice e completa, simula una scrivania, con le varie cartelle (in forma di icone), dispositivi di memoria (floppy e disco fisso) e cestino per i documenti da buttare. Viene fornito già corredato di scheda grafica e qualche semplice programma come editor di testi e di disegno. Il successivo Macintosh è indiscutibile; una macchina completamente diversa da tutto ciò che era già in circolazione. Questa peculiarità la famiglia dei Macintosh la conserverà per molti anni a venire, diventando in modo incontestabile la macchina prediletta dei grafici e dei compositori editoriali , ma non solo. Contrariamente a tuttu gli altri personal computer, Macintosh è una macchina chiusa. Utilizza un suo hardware fatto apposta, un suo sistema operativo concepito ad oggetti e una serie di programmi e linguaggi di sviluppo completamente autonomi dagli altri computer. Persino la scrittura su dischetti floppy non risulta compatibile. Questa caratteristica proteggerà APPLE, ma la penalizzerà per molti anni, fino a quando sentirà anche lei la necessità di aprirsi al resto del mondo, consentendo lo scambio delle informazioni. I modelli dei computer Apple si sono via via, nel tempo, uniformati agli standard hardware presenti sul mercato abbandonando in parte la politica del Think Different. Tutti i sistemi di input e output sono diventati da molto tempo standard e dal 2006, con l’introduzione di processori INTEL (non prodotti esclusivamente o quasi, come succedeva con Motorola e IBM) la Apple ha ottenuto una maggiore reperibilità dei componenti, ad un prezzo più concorrenziale e con prestazioni migliori. Inoltre, da questo momento il cuore dei Mac diventa lo stesso cuore di molti PC basati su Windows; questo comporta la possibilità di avviare Windows anche sui Mac. Bill Gates grazie a Windows permette di portare su tutti i computer la stessa facilità di utilizzo. Il 10 Novembre 2020 è stato presentato Apple M1 la nuova CPU della Apple che sgancia nuovamente i sistemi Apple da Intel. L’ Ipod fu il lettore musicale che la Apple lanciò e che le permise di rimettessi sul mercato. Oggi il mercato sostiene che solo il 10% dei computer venduti al mondo è un computer Apple. La RAM Random Access Memory , memoria ad accesso casuale o volatile ) è la memoria principale , o memoria centrale, del computer. Si tratta di un dispositivo in cui vengono caricati dati e programmi nel momento in cui devono essere elaborati. Quando si chiede al computer di eseguire un programma, il processore estrae dal disco rigido una copia, la “parcheggia” temporaneamente nella memoria RAM e quindi la esegue.
Le più importanti e diffuse memorie di massa sono il disco rigido ( hard disk ), le memorie flash , i CD e DVD-ROM (memorie ottiche). Flash e CD DVD-ROM sono i supporti più adatti al trasporto di dati e per la lettura di software commerciali. Il disco rigido rappresenta il principale dispositivo per la memorizzazione dei dati.
IL DISCO RIGIDO O DISCO FISSO
È un’ unità molto capiente in cui dati programmi possono essere archiviati proprio come in un grande magazzino di stoccaggio. La maggior dei computer portatili non hanno l’hard disk, anche se è stimato che al mondo il numero di hard disk presenti nel mercato è elevatissimo proprio perché è una tipologia di memoria valida ed utilizzabile. È un dispositivo che non si estrae facilmente dal computer (hard). Il termine disco rigido sta diventando sempre più d’uso comune rispetto a disco fisso, l’hard disk è uno dei pochi componenti del personal computer che presenta componenti meccanici oltre che elettronici. L’hard disk è alloggiato su un lettore ( drive ) ed è costituito da una serie di dischi o piattelli impilati l’uno sull’altro, che ruotano a velocità molto elevate. Su ogni faccia di ciascun piattello vi è una testina magnetica che legge e scrive i dati. Le testine sono tutte fissate sul medesimo supporto e quindi si muovono sempre tutte insieme. Le testine magnetiche sono in grado di leggere e scrivere dati su ogni piattello del disco rigido senza toccare la superficie (data la velocità di rotazione, se toccassero la rovinerebbero immediatamente) perché “galleggiano” su un cuscino d’aria microscopico, creato dalla rotazione dei dischi. Il disco rigido è chiuso in un contenitore sottovuoto e visto dall’esterno di una scatola grigia sul retro della quale si trovano due contenitori: uno per l’alimentazione e e l’altro per il cavo piatto del bus, adibito alla trasmissione dei dati. La parte inferiore della scatola è costituita da un circuito stampato, o piastra logica, in cui sono situati i componenti elettronici che controllano il movimento dei dischi e delle testine. Le informazioni sono memorizzate sul disco rigido “per cilindri ”: prima è riempita una determinata traccia (per esempio la numero 10) e poi, dal momento che le testine sono posizionate sullo stesso cilindro, tutte le restanti tracce di quel cilindro. Finché un cilindro (ad esempio il decimo) non è stato riempito completamente, la testina non si può spostare su un’altra traccia e quindi su un altro cilindro. Questo criterio semplifica le operazioni di lettura e scrittura, perché le informazioni correlate si trovano sullo stesso cilindro e comunque su cilindri successivi, facilitando il lavoro delle testine. Se si cancellano delle informazioni l’ordine di memorizzazione dei dati viene alternato (manca la contiguità) perché negli spazi vuoti saranno registrate altre informazioni non collegate alle precedenti, costringendo così le testine a muoversi avanti e indietro alla ricerca dei frammenti di file durante le operazioni di lettura. Per riordinare il disco rigido sono disponibili dei programmi appositi, chiamata programmi di ottimizzazione o deframmentazione (conferiscono contiguità ai dati) che permettono di riunire le informazioni secondo criteri utili per il lavoro delle testine e quindi migliorare le prestazioni del disco rigido. La File Allocation Table ( FAT ) è lo schedario che consente al controller di organizzare i dati su disco : nel caso in cui il settore su cui è registrata la FAT venga danneggiato, il controller perde tutti i riferimenti ai file registrati sul disco, che diventa così inutilizzabile. Quando si accende il computer i dischi iniziano a girare, mantenendosi costantemente in moto. Le testine di lettura e scrittura fissate all’estremità dei bracci monili, scivolando all’unisono sopra la superficie superiore e quella inferiore dei piatti di rotazione, si muovono dal punto più esterno al punto più interno, e viceversa, per assumere la posizione necessaria di volta in volta per leggere o scrivere i dati richiesti dal microprocessore. Il disco rigido è dotato di un dispositivo di controllo , chiamato controller , che si occupa di posizionare la testina dei dischi in modo che possa “rintracciare” le informazioni richieste. La superficie dei dischi, infatti, è ricoperta da particelle magnetizzate che formano delle tracce concentriche , suddivise in settori (o cluster ). Ogni disco ha lo stesso numero di tracce e una serie di tracce corrispondenti è chiamata cilindro. Per esempio se il disco rigido è costituito da quattro piattelli, ognuno con 600 tracce, ci saranno 600 cilindri e ogni cilindro sarà formato da 8 tracce. Per ritrovare le informazioni il controller ha bisogno di conoscere il numero di traccia, il settore d’inizio e la lista degli altri settori contenenti le informazioni desiderate. Quando la CPU richiede la lettura di una determinata traccia in un
determinato settore, il controller posizione la testina e inizia a recuperare i dati, fino a riempire la memoria cache disponibile. Il controller, a sua volta, si occuperà di passarli alla CPU e quindi alla RAM, o alla memoria di lavoro del PC. L’hard disk è uno dei componenti più delicati di tutto il computer , molto sensibili agli urti e alle vibrazioni. Se le testine toccano la superficie del disco, infatti, possono graffiarla, causando una perdita di dati e la creazione di blocchi illeggibili (i cosiddetti bad sector ), oppure nell’ipotesi peggiore, possono rompersi, rendendo il disco inutilizzabile. Per quanto il disco rigido sia dotato di sofisticati sistemi per ammortizzare eventuali urti, è importante maneggiare con molta cura il case dell’unità centrale: anche nel caso di piccoli spostamenti, bisognerebbe sollevarlo completamente dal piano di appoggio per evitare di provocare vibrazioni che potrebbero anche comprometterne il funzionamento. SOLID STATE DRIVE (SSD) Le SSD Solid State Drive sono un dispositivo di memoria di massa basato su un semiconduttore , che utilizza memoria allo stato solido (in particolare memoria flash ) per l’archiviazione dei dati. A differenza dei supporti di tipo magnetico come nel caso del disco rigido a testina, è possibile memorizzare in maniera non voltatile grandi quantità di dati , senza l’utilizzo di organi meccanici (piatti, testine, monitor etc.) come fanno invece gli hard disk tradizionali. Oggi questa tipologia di memoria si propone come sostituito per hard disk di laptop o altri dispositivi portatili. La totale assenza di parti meccaniche in movimento porta diversi vantaggi , di cui i principali sono: rumorosità assente, non essendo presente alcun componente (motore e disco magnetico) di rotazione, al contrario degli HDD tradizionali Hard Disk Drive ; minore possibilità di rottura: le unità a stato solido hanno mediamente un tasso di rottura inferiore a quella dei dischi rigidi; minori consumi elettrici durante le operazioni di lettura e scrittura; tempi di accesso e archiviazione ridotti: si lavora nell’ordine dei decimi di millisecondo; non necessitano di deframmentazione; maggiore velocità di trasferimento dei dati; maggiore resistenza agli urti. Tra gli svantaggi invece: maggiore prezzo, ovvero una minore capacità di immagazzinamento a parità di costo rispetto ai rischi rigidi classici. USB FLASH DRIVE Una chiave USB (o USB flash drive, o anche penna USB, pendrive etc.) è una memoria di massa portatile di dimensioni molto contenute (qualche centimetro in lunghezza e intorno al centimetro in larghezza) che si collega al computer mediante la comune porta USB. Nella chiave USB i dati sono memorizzati in una memoria flash contenuta al suo interno (si tratta di una EEPROM , acronimo di Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory. Attualmente la capacità di memoria delle chiavi USB va da 8 GB in su. La capacità è limitata unicamente dalla densità delle memorie flash impiegate con il costo per megabyte che aumenta rapidamente per altre capacità. Si tenga inoltre in considerazione il fatto che il numero di scritture che una memoria flash può supportare non è illimitato , seppur molto alto (oltre 100.000 cicli di scrittura). Grazie alle dimensioni ridotte, all’assenza di meccanismi mobili (al contrario degli hard disk comuni) che lo rende molto resistente, alle sempre crescenti dimensioni della memoria e alla sua interoperabilità la chiavetta si è affermata, superando i CD e i DVD come unità preferita dai consumatori per il trasporto fisico dei dati. Le chiavette USB derivano da un’evoluzione legata al miglioramento dei computer nella storia. L’evoluzione prende il nome di Universal Serial Bus , letteralmente porta seriale universale la cui caratteristica principale è la velocità di trasferimento dei dati. Progettata nel Gennaio 19 9 6 ed entrata nei primi prodotti commerciali nel 1997 oltre a migliorare la funzionalità Plug and Play, consente così di collegare e scollegare periferiche senza dover riavviare il computer. La USB ha definitivamente rimpiazzato tutte le interfacce precedenti. Le porte USB bianche sono USB 1.0 o USB 1.1; le porte USB nere sono USB 2.0 (standard dal 2000 in poi); le porte USB blu sono USB 3.0 (standard dal 2008 in poi). Naturalmente le chiavette USB 3.0 funzioneranno al massimo della loro velocità, solo se collegate ad una porta USB 3.0. Type-C : non è una USB diversa a livello di velocità, viene sì anche migliorata in termini di velocità ma quel che cambia rispetto alle altre sono i tipi di collegamento. Con l’ultima impostazione europea la porta di tipo C diventerà lo standard finale universale.
I CD-ROM
I CD-ROM Compact Disk – Rom, simili ai CD utilizzati per le incisioni musicali, sono supporti ottici per memorizzazione dei dati. Mentre i dischi magnetici possono essere scritti e cancellati moltissime volte, i CD-ROM dopo essere stati
Se il CD nacque principalmente come supporto per ascoltare musica in formato digitale, il DVD deve la sua comparsa all’ esigenza di riprodurre su un supporto digitale interi film. Il DVD si definisce versatile perché identificava l’oggetto come utilizzabile anche dal mondo informatico, a differenza del CD che quando nasce non nasce affinché se ne appropri l’informatica in primis. Quelli che una volta erano lettori CD diventano lettori DVD, c’è infatti una retrocompatibilità : sul computer si ha un lettore DVD che leggerà anche i CD, inoltre il masterizzatore DVD sarà anche masterizzatore CD. Il Blu-ray Disc è il supporto ottico proposto dalla Sony agli inizi del 2002 come evoluzione del DVD per permettere di visualizzare filmati in alta definizione (Full HD - 1920 × 1080 pixel). Grazie all'utilizzo di un laser a luce blu, riesce a contenere fino a 50 GB di dati , quasi 12 volte di più rispetto a un DVD. Non ha avuto molta fortuna nel mondo dell’informatica. Non esisteva solo il Blu-ray per vedere i film in alta definizione, ma anche l’ HD-DVD High Definition Digital Versatile Disc che però scomparirà dal mercato e fallirà come prodotto commerciale. Il blu-ray sponsorizzato della Sony vince rispetto all’HD-DVD per una strategia commerciale: per far sì che il Blu-ray diventi uno standard la Sony lo mette in vendita a buon mercato non con il nome di Blu-ray, ma con il nome di PlayStation 3. La PlayStation del 2002 è per la prima volta una console di giochi che ha un lettore Blu-ray integrato. Talvolta gli oggetti vincenti nella storia dell’informatica non sono tali perché più buoni ma sono vincenti per delle strategie e per delle dinamiche di periodo storico. Con l’avvento dell’interfaccia grafica, lo sviluppo di video giochi e applicazioni multimediali sempre più sofisticate e il diffondersi del World Wide Web, la scheda video, il dispositivo responsabile delle immagini che appaiono sul monitor , è diventata nel giro di pochi anni uno dei componenti fondamentali del PC. La scheda video oggi è un vero e proprio computer nel computer, dotato di processore, memoria RAM e ROM, in grado di visualizzare filmati e animazioni sempre più “reali” per definizione delle immagini, e per la qualità del colore. All’interno di una scheda video si trovano diversi componenti elettronici che ne determinano prestazioni nell’elaborazione grafica ed in generale nella potenza di calcolo. La GPU Graphic Processing Unit , ovvero il processore grafico , è l’equivalente della CPU in un computer vero e proprio. È un circuito elettronico realizzato appositamente per monitorare e manipolare il funzionamento della memoria grafica e accelerare la costruzione delle immagini da visualizzare tramite lo schermo. La GPU è dotata di un dissipatore (ventola) che permette di raffreddarla affinché non blocchi la prodizione del video sul computer. Una scheda video di alta qualità può costare 600/700 euro. Nei computer di basso costo la scheda video non ha la sua memoria, ma è condivisa con la memoria RAM del microprocessore. Solo nel montaggio video (prendere pezzi di diversi video e metterli tutti insieme in un unico video di un tot di muniti) ci si rende conto della potenza o meno della scheda video. Più la scheda video del computer è buona, meno sarà il tempo che il computer utilizzerà per montare il video. Bios video : ogni scheda grafica è dotata di una piccola memoria ROM dove è installato un software molto semplice (chiamato firmware) e viene utilizzata solamente all'avvio del computer (la cosiddetta fase di bootstrap). Nelle prime fasi dopo l'accensione del dispositivo, la GPU della scheda video legge e esegue le informazioni presenti in questa porzione di memoria, così da poter iniziare a elaborare le immagini da inviare alla periferica d'output video. Memoria video : Esattamente come un vero e proprio computer, anche la scheda video ha la sua memoria di lavoro che “media” tra le informazioni in arrivo dalle altre componenti hardware e quelle in uscita verso lo schermo. Solitamente una scheda grafica ha tra i 512 megabyte e gli 16 gigabyte di memoria RAM Dato che la GPU e gli altri elementi della scheda video devono accedere contemporaneamente alla RAM, vengono impiegate memorie molto veloci o a porta multipla come la V-RAM (Video RAM). Acronimo di Random Access Memory Digital to Analog Converter è una componente che sta lentamente cadendo in disuso. Il RAMDAC era necessario per convertire in formato analogico i dati in uscita in formato digitale dalla GPU e renderli “digeribili” dai vecchi schermi a tubo catodico. Con la progressiva scomparsa dei tubi catodici a favore di schermi LCD e LED, questo componente sta diventando a sua volta obsoleto.
FUNZIONAMENTO DELLA SCHEDA VIDEO
Il funzionamento di una scheda video è molto semplice. La RAM video, esattamente come la RAM utilizzata dal computer, è divisa in tante locazioni o celle (una locazione è un piccolissimo circuito elettrico composto da un condensatore e un transistor dove vengono fisicamente conservati i dati). Nel caso della RAM video, ogni locazione contiene le specifiche per visualizzare il colore di un pixel dello schermo: maggiore , quindi, la quantità di RAM della scheda video , maggiore i pixel e i colori visualizzabili nello stesso momento dalla scheda grafica. Il chip grafico (la GPU) si limita a leggere in sequenza le locazioni sulla RAM, a registrarne le modifiche e trasformarle nel segnale digitale che sarà visualizzato dal monitor. A seconda della tipologia di scheda video, questa potrebbe avere una o più uscite video grazie alla quale collegare il computer ad un monitor, ad un televisore o anche ad un proiettore. Qui di seguito alcune tra le più note. L'uscita VGA Video Graphic Array è uno standard analogico creato a inizio anni '80 e utilizzato soprattutto per collegare il computer con monitor a tubo catodico e altre periferiche video analogiche. Oggi, invece, è utilizzata soprattutto per video ad alta e altissima risoluzione (da 1080p in su). A queste risoluzioni, però, l'utente potrebbe riscontrare degradazione nella qualità dell'immagine dipendente dalla lunghezza del cavo. L'uscita DVI Digital Visual Interface è uno standard piuttosto recente e venne realizzato con la crescente diffusione di monitor digitali, quali gli schermi LCD, LED, etc. Permette di aggirare alcuni dei problemi più noti dell'uscita VGA (come la distorsione dell'immagine) facendo corrispondere ad ogni pixel della scheda grafica un pixel sullo schermo. Qualsiasi informazione video che oggi esce dal computer esce dall’ HDMI High Definition Multimedia Interface , la porta di comunicazione che permette di trasferire, grazie ad un unico cavo , i dati audio e video non compressi a dispositivi compatibili con questo standard (televisori HD e UltraHD). L’HDMI è lo standard che, nei prossimi anni, dovrebbe sostituire i vecchi standard analogici come il VGA. Il duopolio caratterizza il mercato delle schede grafiche. Così come il mercato dei processori è nelle mani del duopolio Intel – AMD. NVIDIA , nome aziendale scelto in modo da contenere le lettere "NV" ( Next Version , prossima versione) riprendendo poi la parola latina "Invidia”, e ATI Array Technologies Incorporated tentano di miniaturizzare i circuiti elettrici che compongono il microchip della GPU. Più circuiti elettrici sono presenti all'interno del processore, maggiore è il numero di operazioni grafiche che questo potrà realizzare nell'unità di tempo e maggiore, quindi, la sua potenza di calcolo. La fotografia è uno dei documenti storici più importanti nella storia dell’uomo. L’utilizzo dell’immagine digitale ha stravolto la comunicazione infatti, nel periodo storico caratterizzante i giorni d’oggi, l’ immagine digitale è lo strumento che si usa maggiormente per comunicare. IMMAGINE FOTOGRAFICA (ANALOGICA): è il formato in cui nascono le prime immagini. L’immagine in formato analogico è composta da milioni di pigmenti colorati molto piccoli e spazialmente irregolari. Si parla di grana della fotografia: sulla pellicola fotografica sono poste delle particelle fotosensibili dette stelline fotocromatiche che alterano il loro stato se colpite dalla luce. L’immagine è ottenuta per analogia con la quantità di luce che ha impresso i diversi punti della pellicola durante la fase dell’esposizione. IMMAGINE DIGITALE: è composta da elementi minimi d’informazione, i pixel ( picture element ) disposti su una griglia. L’immagine digitale, a differenza dei ritratti, permette di di bloccare la realtà e di riprodurla perfettamente. I pixel sono i singoli e piccolissimi elementi in cui l’immagine è divisa, ad ogni pixel corrisponde un solo colore specifico. Un solo solo colore, ma di quanti? Dipende dalla memoria: una memoria di 1 bit presenterà il bianco o il nero , invece, se ogni pixel ha come memoria personale 1 byte rappresenterà 1 colore di 256 possibili. Poiché l’immagine contiene solo 256 colori è facile avere sequenze di pixel simili in punti diversi dell’immagine e quindi è possibile comprimere i dati. Lo standard che si utilizza nelle fotografie è 16 milioni di colori diversi , che corrisponde nello specifico a 32 byte. Tuttavia, talvolta c’è il rischio che un singolo pixel presenti più di un colore, dal punto di vista digitale sceglierà quale colore prendere in relazione alla quantità dei due colori che lo ricoprono. I diversi colori che rappresentano le immagini sono memorizzati come numeri : in fase di acquisizione delle immagini digitali (macchina fotografica digitale/scanner) ad ogni colore è associato un numero e in fase di visualizzazione (monitor) ad ogni numero corrisponde un colore.
L’algoritmo è basato sullo studio della percezione umana rispetto agli stimoli visivi ed è adatto per la memorizzazione di fotografie e immagini realistiche (se la si memorizzassero in bitmap ci sarebbero dei file mastodontici). In fase di salvataggio poi l’utente decide la qualità dell’immagine (i punti di qualità della foto si definiscono DPI): minore è la qualità dell’immagine più leggero sarà il file ma minori saranno i dettagli presenti nell’immagine risultante. Il megapixel fa riferimento alla qualità del sensore fotografico, alla sua sensibilità e capacità di acquisire pixel. Più megapixel possiede la la fotografia, più avrà una risoluzione elevata. Talvolta, si fanno foto con un numero di pixel così elevato che non si possono percepire a meno che non si stampi la foto. Un software è un programma informatico in grado di eseguire una sequenza logica di comandi in un computer o in una qualsiasi macchina o dispositivo elettronico programmabile. Il software è sviluppato dai programmatori utilizzando degli appositi linguaggi informatici detti linguaggi di programmazione (C++, python, java, etc.). Il software come termine teorico ha la sua origine in due fatti storici, il primo risale al 1800 mentre il secondo risale a un secolo dopo. Il primo evento fa riferimento ad Augusta Ada Byron, contessa di Lovelace, meglio nota come Ada Lovelace, ricordata soprattutto per il suo contributo alla macchina analitica ideata da Charles Babbage. Tra i suoi appunti sulla macchina di Babbage fu ritrovato un algoritmo per generare i numeri di Bernoulli : questo viene considerato il primo algoritmo che una macchina poteva elaborare. Va ricordato che la macchina non venne mai realizzata e l'algoritmo mai messo in pratica. Il secondo fatto storico invece è legato ad Alan Turing e alla seconda guerra mondiale. I tecnici dell'esercito inglese erano impegnati nella decrittazione dei codici tedeschi di Enigma , di cui già conoscevano la meccanica interna (detta hardware, componente dura, nel senso di ferraglia) grazie ai servizi segreti polacchi. La prima versione di Enigma sfruttava tre rotori per mescolare le lettere. Dopo il 1941, ad Enigma venne aggiunto un rotore, e il team di crittoanalisti inglesi, capitanati da Alan Turing, si dovette interessare non più alla sua struttura fisica, ma alle posizioni in cui venivano utilizzati i rotori della nuova Enigma. Dato che queste istruzioni erano scritte su pagine solubili nell'acqua (per poter essere più facilmente distrutte, evitando in tal modo che cadessero nelle mani del nemico) furono chiamate software (componente tenera), in contrapposizione all'hardware. La costruzione di un programma è usualmente associata alla necessità di risolvere in maniera efficiente uno o più problemi, questo perché si vuole automatizzare una serie di operazioni che sarebbero estremamente tediose da farsi manualmente, oppure perché si cerca di risolvere un determinato problema simulandolo. È necessario allora definire un algoritmo adatto e scriverlo in qualche linguaggio di programmazione convertibile in un codice comprensibile al calcolatore. Originariamente la parola algoritmo era legata alle operazioni algebriche decimali che si potevano svolgere, ma con il trascorrere del tempo il termine si è evoluto per accogliere anche un’altra accezione legata all’informatica. Con il termine algoritmo infatti si intende un insieme finito non ambiguo di istruzioni che servono per eseguire un calcolo o per risolvere un problema. METAFORA: RICETTE E ALGORITMI Cfr.: Pellegrino Artusi 1881, La scienza in cucina e l'arte di mangiar bene. Ricetta – algoritmo ; cuoco – computer ; ingredienti – input ; piatto – output. “Deve esistere un esecutore (calcolatore) che esegua l’algoritmo; le istruzioni devono essere eseguite in ordine per partire dai dati di input ed ottenere i dati di output; il calcolatore deve conoscere il linguaggio dell’algoritmo altrimenti serve un traduttore; l’algoritmo deve prevedere solo istruzioni elementari per il calcolatore; specificato un algoritmo, può essere richiamato per l’esecuzione di algoritmi più complessi; il linguaggio dell’algoritmo non può essere ambiguo; l’ordine di esecuzione è importante; istruzioni e tempo non infiniti; l’algoritmo deve essere deterministico: eseguito più volte sugli stessi dati di input genera sempre lo stesso output; algoritmo parametrico: risolve una classe di problemi (al variare dei dati di input)”. La categoria del software si divide principalmente in: SOFTWARE DI BASE O DI SISTEMA (sistemi operativi): creano l’ambiente di base per far funzionare i software applicativi. Il sistema operativo OS Operating System è l’insieme dei programmi che forniscono all’utente: intermediazione nell’utilizzo della macchina HW, visione astratta dell’HV (macchina virtuale, macchina astratta) e ambiente per l’esecuzione del SW applicativo.
Il software di base: permette l’avvio del computer, controlla la CPU (verifica infatti che il microprocessore sia di un determinato livello e abbia una certa capacità di elaborazione), controlla i programmi in esecuzione (detti processi), gestisce la memoria RAM, la memoria virtuale e la secondaria, gestisce i dispositivi di Input/Output, verifica quali sono le componenti presenti nei dischi e nelle memorie, permette al computer di collegarsi ad Internet e interagisce con l’utente fornendogli un’interfaccia grafica. Dal punto di vista strutturale, il sistema operativo è formato da un insieme di livelli che formano la cosiddetta “struttura a cipolla”. Idealmente l’utente è ignaro di tutti i dettagli delle operazioni svolte dai livelli inferiori della gerarchia e conosce solo le operazioni del livello più alto. Una parte della memoria RAM è sempre occupata dal sistema operativo , lo spazio utente sarà sempre inferiore alla quantità di memoria RAM dichiarata dal computer stesso. Il sistema operativo si carica all’avvio del computer (i dati passano dalla memoria di massa alla memoria RAM) e in quel momento lì (in cui le difese sono basse e il sistema non è ancora attivo), il computer può essere attaccato da un virus. I virus possono danneggiare il funzionamento dell’elaboratore e inoltre possono essere trasmetti da un elaboratore ad un altro. Oggi più che di virus si parla di malware (malicious software) ovvero di software malevolo. Una volta i virus classici per computer hanno cerati diverse complicazioni. Computer virus : programma che può riprodursi attaccando il suo codice ad un altro programma, al settore di avvio di un disco o ad un documento con macro e, in generale, generare effetti collaterali dannosi. Worm (verme): programma che si diffonde tra gli elaboratori autoreplicandosi mediante la rete (soprattutto e-mail). Trojan horse (cavallo di troia): programma distruttivo nascosto all’interno di un programma applicativo o di un gioco. Hacker (o cracker): individuo che aggira le protezioni di un sistema informatico per compiere accessi non autorizzati. L’hacker vuole far sì che il virus colpisca il numero più elevato di macchine e dunque creerà un virus compatibile con Windows (90% della popolazione ha Windows) e non con Apple (10% della popolazione ha Apple). In realtà, sono molto più diffusi programmi di altro tipo, sempre malware, ma che non rovinano il computer. Spyware : programma che raccoglie, senza autorizzazione, informazioni sull’utente (per poi scoprire e gestire i big data, ovvero, le tendenze che spiegano il sito o il percorso di siti più allettante e più utile rispetto ad altri) e le sue abitudini (applicazioni eseguite, siti Web visitati etc.). Adware (advertising supported software): programma che propone pubblicità. Crimeware : programmi per il furto d’identità. Hoax (bufala): messaggio e-mail che annuncia l’imminente arrivo di messaggi e-mail infettati da pericolosissimi virus inesistenti. Ransomware : virus informatici che rendono inaccessibili i file dei computer infettati e chiedono il pagamento di un riscatto per ripristinarli, sono virus che non hanno soluzione se non appunto il pagamento della cifra richiesta. Qual’ e il miglior metodo per bloccare questa tipologia di attacchi? L’intelligenza personale, la diffidenza verso materiale scaricato da siti Web dubbi, e-mail con contenuto e/o mittente strano, documenti con macro e PC usati da molte persone. All’interno di Windows è già presente un anti malware di buona qualità, la cosa importante è aggiornare sempre il computer. Per quanto riguarda l’antivirus, è necessario aggiornarlo perché è l’aggiornamento delle protezioni che permetterà di bloccare l’antivirus. Qualcosa che è ancora più potente dell’antivirus è il firewall (muro tagliafuoco) che blocca qualsiasi attacco al sistema, prevenendo accessi indesiderati. Il software può avere diverse tipologie commerciali > SW proprietario : può essere usato acquistandolo (poiché è di proprietà delle aziende) oppure ottenendone l’autorizzazione all’uso ( licenza ): Microsoft Windows (non permette di utilizzare una vecchia stampante) - Apple Mac OS - Adobe Photoshop; SW shareware : distribuito gratuitamente, può essere usato gratuitamente per un periodo di prova, dopo, pagando la registrazione, lo si può utilizzare e riceverne gli aggiornamenti; SW freeware : può essere liberamente usato, copiato e distribuito ; SW libero e SW open source : può essere usato, copiato e distribuito gratis ma rispettando alcune regole: LINUX (è, tra l’altro, la base su cui è stato creato Android). Il software open source permette di uscire dalla dittatura del software. SOFTWARE APPLICATIVI: programmi sviluppati per eseguire compiti specifici. Il software applicativo è tutto ciò che non è software di base. Videoscrittura (word processor), foglie elettronici (spreadsheet), presentazioni multimediali, desktop publishing, gestione di basi di dati, Web editor, grafica e fotoritocco, diagrammi, gestione delle finanze individuali, organizer, project management, OCR, CAD, videogiochi, audio/video player, applicazioni per Internet etc. Ogni computer presenta entrambe le componenti.
di questa contesa fu la messa in orbita nel 1957 del primo satellite artificiale da parte dei sovietici, lo Sputnik. Dopo il rapido superamento del gap nucleare, il successo della teologica sovietica seminò profonda inquietudine nel campo occidentale e negli USA. Per cercare di rispondere immediatamente a questi timori, nell’ambito dell’amministrazione USA si concepì l’idea di creare l’agenzia ARPA con il compito di stimolare e finanziare la ricerca di base in settori che avrebbero potuto avere una ricaduta militare. Nel 1958 il Congresso approvò la costituzione e il finanziamento della Advanced Research Projects Agency , la cui sede fu stabilita nell’edificio del Pentagono a Washington. L’ARPA indirizzò le sue attività nella ricerca aerospaziale, ma quando pochi mesi dopo tutti i programmi spaziali vennero trasferiti (insieme agli ingesti finanziari) alla NASA National Aeronautics Space Administration , per i dirigenti dell’ARPA fu necessario trovare una nuova area di sviluppo. Tale area fu individuata nella neonata scienza dei calcolatori. Tra tanti scienziati, un ruolo fondamentale fu svolto da J. C. R. Licklider , uno dei personaggi più geniali e creativi della storia dell’informatica. Anche se di formazione psicologo, passò ben presto a occuparsi di computer nei laboratori del MIT di Boston. A differenza di tanti altri ricercatori in questo campo, il suo interesse si rivolse subito al problema delle interfacce uomo/computer e al ruolo che le macchine di calcolo avrebbero potuto avere per lo sviluppo delle facoltà cognitive e comunicative dell’uomo. Licklider fu un precursore poiché si interessò a determinati concetti trent’anni prima che divenissero centrali nel mondo dell’informatica. Egli espose le sue idee al riguardo in un articolo uscito nel 1960 intitolato Man-Computer Symbiosis, che lo rese subito famoso. Appena giunto all’ARPA egli iniziò a creare una rete di collegamenti tra i maggiori centri di ricerca universitari nel settore informatico, raccogliendo un gruppo di collaboratori che battezzò secondo il suo stile anticonformista ‘Intergalactic Computer Network’. Parallelamente, nella West Coast, in un altro dei centri legati alla ricerca militare (Rand Corporation), viene assunto un giocane ingegnere, P. Baran , che aveva lavorato nel settore delle valvole per computer. Egli fu inserito nella neonata divisione informatica dove si mise a lavorare su un problema che da qualche tempo veniva studiato dai tecnici della Rand: come riuscire a garantire che il sistema di comando e controllo strategico dell’esercito rimanesse, se non intatto, almeno operativo in caso di attacco nucleare. Le reti di comunicazione tradizionali su cui si basava l’intero apparato di controllo militare, infatti, erano estremamente vulnerabili. Lavorando su questo problema, Baran giunse a due conclusioni. La prima era che una rete sicura dovesse avere una configurazione decentralizzata e ridondante, in modo che esistessero più percorsi possibili lungo i quali far viaggiare un messaggio da un punto a un altro; la seconda, legata alla prima, era che il sistema di telecomunicazioni dovesse basarsi sulle nuove macchine di calcolo digitale, in grado di applicare sistemi di correzione degli errori e scelta dei canali di comunicazione. Baran aveva elaborato un modello in cui ciascun nodo fosse collegato ad almeno altri quattro e nessun nodo avesse la funzione di concentratore, al contrario di quanto avveniva per la rete telefonica. In questo modo ogni nodo poteva continuare a lavorare, ricevendo, elaborando e trasmettendo informazioni anche nel caso in cui alcuni fra i nodi vicini fossero stati danneggiati. L’assenza di un nodo centrale eliminava ogni possibile obiettivo strategico, l’eventuale distruzione di un nodo strategico avrebbe compromesso il funzionamento dell’intera rete. Oltre all’idea di una rete decentrata e ridondante, Baran ebbe anche un’altra intuizione geniale: piuttosto che inviare un messaggio da un nodo all’altro come un unico blocco di bit, era meglio dividere il messaggio in parti separate che potessero viaggiare attraverso vari percorsi verso la destinazione, dove sarebbero stati poi ricomposti. Baran, convinto della bontà del suo progetto iniziò a pubblicare diversi articoli intorno agli anni ’60 però le sue idee trovarono una decisa opposizione, soprattutto da parte di quella che avrebbe dovuto essere la principale destinataria, la AT&T, monopolista delle telecomunicazioni. Dopo vari tentativi di convincere i tecnici del colosso industriale a prendere in esame il progetto nel 1965 Baran si diede per vinto e passò a lavorare ad altri temi. Proprio in quegli anni, in modo del tutto indipendente, un fisico inglese che lavorava al National Physical Laboratory, Donald Davies, era giunto a conclusioni assai simili a quelle di Baran, partendo da premesse diverse. Il suo problema era la creazione di una rete pubblica abbastanza veloce ed efficiente da mettere a disposizione la capacità di elaborazione interattiva dei computer di seconda generazione anche a distanza, senza che le differenze di sistema operativo condizionassero la comunicazione. Licklider rimase molto poco all'ARPA ma il suo passaggio lasciò un segno così profondo da influenzare tutto lo sviluppo successivo di questa agenzia. Tra le tante eredità, l'idea di far interagire i computer in una rete fu raccolta da Bob Taylor , anche lui proveniente dal MIT. Bob Taylor si era brillantemente laureato in psicologia e matematica e aveva fatto una tesi di dottorato in psicoacustica. Nel 1963 Taylor aveva conosciuto Licklider sul quale Taylor fece un’ottima impressione, infatti, si stabilì tra i due una relazione di amicizia e stima reciproca. Nel 1965 il capo dell’Ufficio Tecniche di Elaborazione dell’Informazione dell’ARPA, Ivan Sutherland (il padre della computer graphic), chiamò Taylor come
suo collaboratore. Pochi mesi dopo anche Sutherland si dimise e Taylor, a soli 34 anni, ne assunse il posto. Taylor si rese conto in prima persona di quanto assurda fosse l’incomunicabilità reciproca che quelle possenti e costose macchine dimostravano. Fu approvato il finanziamento di un progetto volto a consentire la comunicazione e lo scambio di risorse tra i computer dei vari laboratori universitari finanziati dall’agenzia e così Taylor permise di dare inizio alla storia di Arpanet , la rete dell’ARPA. Per molti mesi, il problema di progettare una rete abbastanza affidabile e veloce da permettere l’elaborazione interattiva a distanza rimase insoluto. Finché, alla fine del 1967, Larry Roberts (colui che aveva sostituito Taylor quando fu spedito in Vietnam con incarichi militari), partecipò ad una conferenza nella quale intervenne un collaboratore di Donald Davies che illustrò il principio della commutazione di pacchetto riferendosi ai precedenti lavori svolti da Baran in merito al medesimo tema: fu la svolta. La rete dell’ARPA sarebbe stata una rete a commutazione di pacchetto in tempo reale. Piuttosto che collegare direttamente i vari grandi computer, ogni nodo sarebbe stato gestito da un computer specializzato dedicato alla gestione del traffico (Interface Message Processor, IMP), al quale sarebbe stato connesso il computer che ospitava (host) i veri e propri servizi di elaborazione. Dunque, se è vero che il progetto della rete nacque in un contesto militare, l’idea che la rete dovesse fungere da strumento di comunicazione sicuro tra i centri di comando militari nell’evenienza di una guerra nucleare è frutto di un equivoco storiografico. In realtà, l’obiettivo perseguito da Bob Taylor era di aumentare la produttività e la qualità di lavoro scientifico nei centri finanziati dall’ARPA, permettendo ai ricercatori universitari di comunicare e condividere risorse informatiche che a quei tempi risultavano essere costosissime e di difficile manutenzione. Nel 1969 la fase esecutiva del progetto Arpanet prese il via. Il primo IMP fu consegnato alla University of California il 2 Settembre e fu immediatamente connesso al grande elaboratore SSD Sigma 7 della UCLA senza alcuna difficoltà. Il 1° Ottobre fu installato il secondo IMP presso lo Stanford Research Institute (SRI), che fu collegato a un mainframe SDS 940. Il progetto dell’ARPA si era finalmente materializzato in una vera rete costituita da due nodi connessi con una linea dedicata a 50 Kbps. Dopo alcuni giorni fu tentato il primo collegamento tra a host facendo simulare al Sigma 7 il comportamento di un terminale remoto del 940. L’esperimento, seppure con qualche difficoltà iniziale, andò a buon fine e dimostrò che la rete poteva funzionare. Nei mesi successivi vennero collegati i nodi delle Università di Santa Barbara e dello Utah. Il File Transfer Protocol fu il primo protocollo applicativo dedicato al trasferimento di file da un host all’altro. La POSTA ELETTRONICA fu l’applicazione che ebbe la maggior influenza nell’evoluzione successiva della rete. L’idea della posta elettronica venne casualmente a Ray Tomlinson , ingegnere che nel Marzo del 1972 provò ad adattare un sistema di messaggistica sviluppato l’anno precedente per funzionare su un minicomputer multiutente. Fu Tomlinson che ebbe l’idea di separare il nome dell’utente da quello della macchina con il carattere ‘ @ ’. L’esperimento funzionò e il protocollo FTP venne integrato con le specifiche per mandare e ricevere messaggi indirizzati a singoli utenti. I nodi nel 1971 erano divenuti quindici e gli utenti alcune centinaia. Nel giro di pochi mesi tutti coloro che avevano accesso a un host iniziarono a usare la rete per scambiarsi messaggi di tutti i tipi, da quelli di lavoro a quelli interpersonali. La rete dell’Arpa, dunque, era divenuto un sistema di comunicazione tra una comunità di giovani ricercatori di informatica. Per tutti gli anni Settanta Arpanet continuò a svilupparsi in ambito universitario e governativo, dal 1974 però, con l’avvento dello standard di trasmissione TCP/IP Transmission Control Protocol/Internet Protocol , il progetto della rete prese ad essere denominato Internet. Nel 1983 la decisione da parte del governo americano di dividere Arpanet in due rami per motivi di sicurezza sancì la nascita definitiva di tale rete. Un ramo militare e chiuso (inizialmente battezzato Defense Data Network e poi Milnet) e uno per la comunità scientifica. IL WORLD WIDE WEB Nel 1945 , Vannevar Bush , direttore dell’ufficio per la ricerca e lo sviluppo scientifico del governo americano, scrive per Atlantic Monthly un articolo dal titolo As We May Think. Quando Oppenheimer e Grove rilevarono il programma della bomba atomica, Vannevar Bush lo gestiva già da due anni. Il programma statunitense sulla bomba atomica è stato la somma di molteplici decisioni guidate dall’OSRD Office of Scientific Research and Development e da un consigliere scientifico presidenziale, ovvero, Bush. “La mente umana opera per associazione. A partire da un soggetto salta immediatamente al successivo che è suggerito dall’associazione di pensieri, in accordo ad una qualche ragnatela intricata di cammini realizzata per mezzo delle cellule del cervello. La selezione per
