Introduzione all'Informatica (superiori)

L'informatica è la scienza applicata che si occupa del trattamento dell'informazione mediante procedure automatizzate. In particolare ha per oggetto lo studio dei fondamenti teorici dell'informazione, della sua computazione a livello logico e delle tecniche pratiche per la sua implementazione e applicazione in sistemi elettronici automatizzati, detti quindi sistemi informatici. Come tale è una disciplina fortemente connessa con l'automatica, l'elettronica ed anche l'elettromeccanica.

L'informatica come scienza si accompagna, si integra o è di supporto a tutte le discipline scientifiche e non, e come tecnologia pervade pressoché qualunque "mezzo" o "strumento" di utilizzo comune e quotidiano, tanto che (quasi) tutti siamo in qualche modo utenti di servizi informatici. La valenza dell'informatica in termini socio-economici ha scalato in pochi anni la piramide di Anthony, passando da operativa (in sostituzione o a supporto di compiti semplici e ripetitivi), a tattica (a supporto della pianificazione o gestione di breve termine), a strategica. In tale ambito l'informatica è diventata talmente strategica nello sviluppo economico e sociale delle popolazioni che il non poterla sfruttare, uno status ribattezzato con l'espressione digital divide, è un problema di interesse planetario.

L'informatica, assieme all'elettronica e alle telecomunicazioni, unificate insieme sotto la denominazione Information and Communication Technology (ICT), rappresenta quella disciplina e allo stesso tempo quel settore economico che ha dato vita e sviluppo alla terza rivoluzione industriale attraverso quella che è comunemente nota come rivoluzione digitale.

Il computer

Un computer è una macchina automatizzata in grado di eseguire complessi calcoli matematici ed eventualmente altri tipi di elaborazioni dati. In particolare il computer nasce esclusivamente come macchina in grado di eseguire calcoli matematici e, solo a partire dalla seconda metà del XX secolo, evolve in macchina in grado di eseguire le elaborazioni dati più varie.

Nel corso della storia, l'implementazione tecnologica di questa macchina si è modificata profondamente sia nei meccanismi di funzionamento (meccanici, elettromeccanici ed elettronici), che nelle modalità di rappresentazione dell'informazione (analogica e digitale) che in altre caratteristiche (architettura interna, programmabilità, ecc.). Ci si riferisce comunemente al computer come ad un dispositivo elettronico e digitale, programmabile a scopo generico, costruito secondo il modello teorico-computazionale della cosiddetta macchina di Turing e la cosiddetta architettura di von Neumann. Sebbene i computer programmabili a scopo generico siano oggi i più diffusi, esistono in specifici ambiti di applicazione modelli di computer dedicati (automazione industriale, domotica, ecc.).

In questa forma e al pari della televisione, esso rappresenta il mezzo tecnologico simbolo che ha maggiormente modificato le abitudini umane dopo la seconda guerra mondiale: la sua invenzione ha contribuito alla nascita e allo sviluppo dell'informatica moderna, che ha segnato l'avvento della cosiddetta terza rivoluzione industriale e della società dell'informazione.

Le reti di computer

Inizialmente i computer erano molto poco diffusi, dato il loro prezzo, e venivano chiamati sistemi centralizzati, ovvero un'unità centrale che comunica con vari terminali. Successivamente, quando i computer divennero meno costosi e quindi più utenti iniziarono a possederne uno, nacque la comunicazione tra computer di diversi sistemi centralizzati.

Inizialmente, per collegare un computer ad una rete c'era bisogno di hardware specifico, rappresentato dalla scheda di rete (scheda che riceve e trasmette dati), dai cavi ethernet, dagli switch (permettono di collegare più dispositivi alla rete tramite cavo) e dalla tecnologia ethernet. Attualmente le connessioni di rete tendono a essere integrate nel computer.

Per far comunicare i computer (e le le reti) tra di loro sono necessari i protocolli; il protocollo TCP/IP è il protocollo che gestisce l'invio dei pacchetti tra due host (gli elementi che compongono una rete si chiamano host e sono individuabili in rete grazie ad un indirizzo IP, ovvero una serie di cifre decimali comprese tra 0 e 255, tutti separati da dei punti).

L'hardware per far in modo che due reti comunichino tra loro è rappresentato dai router.

CLASSIFICAZIONE DELLE RETI. Esistono varie modalità di classificazione: -l'estensione geografica. -il metodo di connessione impiegato -l'utilizzo della rete.

Per estensione si distinguono tramite una classifica: la classificazione per estensione

• Rete personale PAN(Personal Area Network), rete di utilizzo personale
• Rete locale LAN(Local Area Network), rete di estensione limitata (come: casa, ufficio, azienda)
• Rete metropolitana MAN(Matropolitan Area Network), rete con portata estesa all'interno di una città
• Rete geografica WAN(Wide Area Network), che copre un'area molto estesa, a livello regionale o nazionale
• Rete globale GAN(Global Area Network), che collega tra loro i computer di tutto il mondo.

TIPOLOGIE. La tipologia di una rete di computer riguarda la configurazione e la posizione dei componenti della rete stessa. Bisogna definire la posizione dei nodi (host) che fanno parte della rete e i collegamenti fisici da realizzare per la loro connessione. É possibile, quindi, disegnare un grafo

• Punto a punto, connessioni individuali fra coppie di computer.
• A maglia , per reti geografiche, in cui i nodi sono interconnessi tra loro per più di una volta, creando quindi percorsi alternativi.
• Ad albero, a maglia ma con minor numero di canali e con cablaggio minore.
• Lineare(o a bus), molto semplice, quando tutti i computer sono collegati ad una stessa linea di trasmissione tramite una cavo.
• Circolare (o ad anello), se i computer sono posti su un cerchio e comunicando ciascuno al loro turno
• A stella, quando i computer sono collegati tutti a un hub centrale;

attualmente è la configurazione più diffusa.

Internet

Internet è un insieme di numerosissime reti connesse tra di loro tramite diversi protocolli e il simbolo con il quale viene rappresentato è la nuvola (Cloud). Attraverso il vastissimo mondo di internet si possono scambiare servizi. Grazie al World Wide Web si possono scambiare mail, file, messaggi (chat). Per far in modo che ci si possa scambiare informazioni su internet ci devono essere almeno un client e un server. Il client è il dispositivo che chiede al server il servizio, mentre il server è il programma che eroga il determinato servizio richiesto dal client. Esistono server chiamati web server, ovvero server che rimangono sempre il ascolto con un client tramite una porta di comunicazione. Qualsiasi risorsa su internet per essere identificata deve essere associata a un indirizzo IP o a un URL (Indirizzo IP testualizzato). Nel 2005 nacque il Web 2.0, una versione del web che permetteva agli utenti di modificare le informazioni sulla rete, mentre il Web 3.0 è la versione ancora in via di sviluppo nella quale internet viene organizzato in archivi di pagine ordinate in base al significato della parola chiave (Web semantico).

Connessione a Internet

Per connettere un computer a Internet serve un modem (ormai praticamente in disuso), per collegare una rete locale si usa un opportuno router. Esistono anche dei router che vengono chiamati Access point, dato che dispongono di una scheda wireless, che consente di connettersi ad essi (e quindi ad Internet) senza bisogno di cavi fisici ethernet. Le varie reti hanno una velocità di trasmissione differente, tale velocità è chiamata bitrate ovvero la quantità di bit che possono essere trasferiti in un secondo; in questo ambito possiamo parlare di upload e download.

In base al bitrate di una connessione alla rete possiamo suddividerle in:

• ISDN: velocità che raggiunge massimo i 64 kbit/sec.
• ADSL: permette di raggiungere alte velocità ed è anche il servizio di rete più comune.
• Fibra ottica: permette di raggiungere altissime velocità.

Fare il download di un file significa effettuare una copia di un file già esistente su un altro server direttamente nel proprio dispositivo, invece effettuare l'upload è la procedura inversa, quindi caricare la copia di un file su un server diverso. Grazie al protocollo FTP è possibile far riprendere un download che è stato fermato prima del suo completamento.

I servizi di internet

Grazie al web possiamo reperire qualsiasi informazione, file ecc... indipendentemente dalla sua posizione fisica, questo grazie ad una serie di protocolli. Il più famoso è il protocollo HTTP:// (Hyper Text Transfer Protocol), grazie a questo protocollo i vari file sono disponibili su programmi chiamati browser, e dai browser siamo in grado di arrivare ai siti web, un ipermedia accessibile tramite un URL. Un URL, per essere definito tale, deve far riferimento a un dominio e deve essere registrato; tutti i dati che compongono il sito web vengono salvati in un sistema chiamato DNS e grazie al DNS tutti gli altri dispositivi possono essere informati del nome del dominio dell'indirizzo del sito web in questione.

Per sapere dove trovare le informazioni sono stati creati dei siti in cui inserendo una parola chiave o un argomento ci verranno mostrati tutti i siti in cui possiamo reperire le informazioni desiderate. Un altro protocollo fondamentale nelle nostre vite quotidiane è il protocollo VoIP, grazie a questo protocollo è possibile trasmettere la voce su linee digitali, permettendo chiamate vocali, di inviare messaggi vocali; permette anche di effettuare video-chiamate.

Un servizio che internet può offrire è quello dello streaming grazie al quale rende contenuti multimediali disponibili in tempo reale, senza il bisogno di scaricarli. Grazie a internet possiamo anche usufruire di messaggistica istantanea (Instant messaging), che rispetto alle email sono molto più veloci e si ha la possibilità di sapere se il destinatario ha ricevuto e letto il messaggio senza il bisogno di una risposta.

I blog, i forum e i podcast

Il blog è una sorta di diario online e i primi erano semplici siti personali nei quali venivano condivisi propri pensieri e proprie osservazioni. Ad oggi i blog non vengono più usati solamente da utenti che vogliono condividere i propri pensieri ma anche da gruppi di utenti che condividono interessi e da aziende che pubblicizzano un prodotto. Gli aggiornamenti dei blog devono essere tempestivi e molto frequenti.

Il forum è un sito web che può essere sia autonomo, che facente parte di un altro sito. Nei forum gli utenti sono liberi di chiedere ciò che vogliono, consigli ecc... possono esprimere proprie opinioni ecc... a supervisionare tutte le chat che gli utenti possono commentare e condividere, ci sono dei moderatori che devono far rispettare le norme della community.

I podcast sono un altro servizio che offre internet, ovvero delle trasmissioni radiotelefoniche, interviste disponibili su internet scaricabili o presenti anche in streaming.