1.1   Importanza dell'informatica

Oggi la maggior parte del lavoro di un ufficio viene gestito tramite computer (Office Automation), la gestione di documenti come fatture, curricula, pagamenti delle imposte si avvia ad essere sempre piu' in formato elettronico. Oltre ai servizi la gestione delle merci, quindi del magazzino, buona parte della progettazione dei prodotti (pensiamo ai CAD, i programmi per il disegno tecnico al computer) e della produzione (macchine industriali) e' ormai assistita da strumenti informatici.

L'accesso ai servizi pubblici della pubblica amministrazione, i servizi erogati dalle aziende e il commercio elettronico, richiedono ormai una certa dimestichezza con l'oggetto personal computer.

L'importanza della gestione elettronica delle informazioni e' ormai tale da accentuare il divario esistente tra chi puo' accedere ai nuovi mezzi e chi ne e' escluso, problema indicato generalmente con il termine Digital Divide. Un tempo la capacita' di utilizzare strumenti complicati garantiva un vantaggio nel mondo del lavoro, oggi il costo irrisorio e la maggiore semplicita' di utilizzo hanno portato ad una diffusione e ad una abitudine all'uso degli elaboratori tale da porre un ostacolo tra la societa' e chi ostenta mancanza di familiarita' con l'informatica.

2.1   Sistema Binario

Il cuore dei computer sono i microprocessori, il risultato della miniaturizzazione di transistor, che possono essere visti come insiemi di lampadine che per definizione possono essere solo accese o spente. Alla base del lavoro del computer c'e' quindi il codice binario: un computer per quanto sofisticato o costoso puo' manipolare solo degli 0 e degli 1, corrispondenti allo stato acceso / spento di una lampadina (o se preferite allo stato aperto / chiuso di un circuito). Per quanto le conversioni tra il sistema binario e le nostre unita' di misura decimali (ma anche orari, date, misure e temperature) vengano fatte in automatico senza che gli utenti se ne debbano preoccupare, avere un'idea di questi meccanismi ci aiutera' a comprendere le unita' di misura e i meccanismi di digitalizzazione.

Potremmo considerare quindi i due stati come:

• Spento = 0
• Acceso = 1

Tramite la combinazione di questi soli due valori e' possibile esprimere qualunque numero o lettera (ma anche immagini e suoni), permettendoci cosi' di gestire le nostre informazioni in modo digitale.

Vediamo uno schema sulla trasformazione da binario a numeri decimali

0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0     decimali =  0
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1     decimali =  1
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0     decimali =  2
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1     decimali =  3
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0     decimali =  4
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1     decimali =  5
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0     decimali =  6
....
1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1     decimali =  255

2.2   Analogico e Digitale

Tramite il sistema binario possiamo quindi rappresentare qualunque numero (...), ma resta da capire come trasformare le grandezze caratteristiche della vita reale in grandezze digitali: come possiamo rappresentare suoi o immagini utilizzando solo sequenze numeriche?

La nostra esperienza del reale e' composta da grandezze analogiche:

Sono grandezze continue: hanno infiniti stadi intermedi. Si pensi al movimento dell'’ombra dell’asta di una meridiana in contrapposizione alle posizioni finite di un orologio digitale.

Gli elaboratori invece computano grandezze digitali:

Sono grandezze discrete: assumono un numero finito di stadi intermedi. Ad esempio l’interruttore per accendere una lampada. Oppure a piu' luci in sequenza come negli ornamenti degli alberi di natale: le possibilita' di combinazioni sono limitate.

Quando vogliamo esprimere una grandezza analogica tramite un numero finito di stati intermedi operiamo un conversione (A/D analogico digitale) che comporta una approssimazione, il risultato sara' piu' o meno preciso a secondo della quantita' di dati che possiamo raccogliere.

Esempio della digitalizzazione di un suono (onda)

Esempio della digitalizzazione di una immagine

Se e' vero che la conversione comporta una approssimazione e quindi una perdita qualita' o di dettaglio, e pero' anche vero che la gestione digitale delle informazione (suoni, audio, immagini) porta anche dei vantaggi:

Vantaggi:

• Consistenza:

  La versione digitale non e' soggetta a deterioramento. Restera' sempre uguale nel tempo.

• Riproducibilita':

  Si potranno fare infinite copie della versione digitale senza perdita di qualita'.

• Distribuzione:

  E' possibili trasmettere le informazioni senza perdita di qualita', con una velocita' di trasferimento dati che puo' essere molto superiore a quella di esecuzione (possiamo trasferire ore di audio in pochi secondi)

Lo svantaggio principale resta, come detto precedentemente, la perdita' di qualita' nella trasformazione. Ma si tenga conto che il processo di conversione e' talmente sensibile che difficilmente i sensi umani potrebbero avvertire la differenza tra originali analogici e copie digitali.

Per capire gli effetti della digitalizzazione sul modo dell'informazione prendiamo come esempio un libro. I contenuti non cambiano di significato se stampati su un libro cartaceo o resi disponibile in formato elettronico in un sito web o in un ebook, piuttosto le versione digitali permetteranno maggiore flessibilita' nella fruizione grazie a indici, funzioni di ricerca nel testi, traduttori. Il testo elettronico e' trasferibile in tempo reale tramite internet, rendendo possibili aggiornamenti e correzioni da parte dell'autore. A seconda della licenza scelta dall'autore l'utente finale puo' avere la possibilita' di modificare l'opera e farne quante copie desideri. Il costo di pubblicazione viene notevolmente abbattuto, a tutto vantaggio della quantita' di opere disponibili; ovviamente la qualita' dei contenuti resta legata all'impegno dell'autore, per quanto la disponibilita' dell'opera ne aumenti comunque l'utilita'.

3.1   Multipli del Bit (TABELLE DI CONVERSIONE):

• Bit
• Byte (B): 8 bit
• Kilobyte (KB): 1024 B
• Megabyte (MB): 1024 KB, 1048576 B
• Gigabyte (GB): 1024 MB, 1048576 KB, 1073741824 B
• Terabyte (TB): 1024 GB, 1048576 MB, 1073741824 KB, 1099511627776 B

Link disponibile: http://it.wikipedia.org/wiki/Byte

3.2   Velocita' di trasferimento dati

Quando leggiamo i dati disponibili sul nostro computer usiamo come unita' di riferimento il Byte e i sui multipli. Quando volgiamo trasferire questi documenti da un computer ad un altro, magari usando la rete usiamo invece come riferimento il singolo bit per secondo (BPS). Il che' e' dovuto al fatto che i dati devono essere inviati un bit alla volta su un canale trasmissivo che si comporta come un circuito, e non otto bit (Byte) alla volta.

Ne consegue che una connessione ad internet potra' essere ad esempio di 20 Mbit: in un solo secondo verranno trasferiti 20.000 bit corrispondenti ad un documento di circa 2.5 MByte (20.000/8). Questo sarebbe un valore teorico valido in uno scenario ideale in cui non ci sia perdita di dati, utilizzando un canale trasmissivo anch'esso digitale come una fibra ottica. In realta' utilizzando un canale trasmissivo analogico come il vecchio doppino telefonico, per via di fattori come la conversione da digitale ad analogico (e viceversa) con le relative tolleranze di errori, le imprecisioni degli apparecchi, i disturbi tra i singoli elementi (che aumentano in relazione alla distanza) difficilmente una connessione di questo tipo superera' gli 1.8MBytes per secondo. All'interno di una rete locale, cioe' dentro un ufficio o comunque in una rete in cui le macchine sono connesse direttamente tra di loro senza passare per modem (modulatore de modulatori A/D) o mezzi trasmissivi analogici, i dati si spostano generalmente a una velocita' di 100 Mb/s: corrispondenti a 12 MByte per secondo effettivi (nel migliore dei casi e se non ci sono intasamenti!).

Anche i supporti di storaggio removibili che vengono connessi al nostro computer possono distinguersi per la velocita' con cui trasmettono i loro contenuti all'elaboratore. Una chiavetta USB potrebbe richiedere alcuni minuti per estrarre tutto il suo contenuto (alcune vanno a pochi megabyte al secondo). Un disco rigido esterno, collegato sempre via USB2 sara' invece molto piu' veloce: generalmente un 12MB/s. L'ultima evoluzione del BUS USB, la versione 3, permetterebbe di supportare la massima ampiezza del flusso di dati ottenibile dal disco rigido meccanico: circa 50MB/s. Leggere o scrivere un intero Compact Disk, o DVD o Blue Ray puo' richiedere decine di minuti a seconda del quantitativo dei dati e della velocita' raggiungibile dal supporto.

Del resto i computer piu' moderni sono piu' prestanti rispetto ai modelli piu' vecchi anche per le maggiori velocita' di input / output dei loro singoli componenti (BUS interni di trasferimento dati, RAM, cache) oltre che per la maggiore velocita' del microprocessore centrale.

5.1   Hard Disks

Link: http://it.wikipedia.org/wiki/Hard_disk

Il disco rigido o hard disk (anche chiamato disco fisso) e' un dispositivo utilizzato per la memorizzazione a lungo termine dei dati in un computer. Il disco rigido e' il principale supporto di storaggio dei computer per via della sua capienza (~300 GB) e della sua velocita' di trasferimento dati ( ~25MB per secondo) .

E' un supporto magnetico con una o piu' testine che si sposta per leggere dati su uno o piu' dischi, quindi e' relativamente delicato e sensibile a urti, sbalzi di tensione, spostamenti, cambi di temperatura.

Per quanto sia piu' veloce di chiavette USB e CD-ROM, rappresenta un limite ('collo di bottiglia') per le prestazioni dell'intero PC perche' e' molto lento nel trasferire dati (25-100 MB/s) rispetto alla CPU (< 3 GHZ). Negli ultimi anni le prestazioni della CPU sono raddoppiate circa ogni 18 mesi (Legge di Moore), mentre i dischi rigidi sono rimasti relativamente statici dal punto di vista delle prestazioni nello scambio dati.

5.2   Memorie Flash

I supporti di storaggio USB o comunque di tipo NAND o SSD sono supporti removibili usati alla stregua dei vecchi floppy disk. La caratteristica peculiare e' che non hanno parti in movimento e sono quindi meno delicati rispetto ai supporti magnetici con testine in movimento su dischi (come gli hard disks ) o a quelli a nastro (come nei dispositivi a cartucce quali DAT e similari ). Sono meno fragili dei supporti ottici ( ala CD-Rom ) e meno sensibili all'esposizione solare diretta, piu' compatti fino ad essere tascabili nei tagli piu' piccoli.

5.3   Propieta' dei supporti di storaggio

Nota:

per DVD e Blue RAY valgono gli stessi ragionamenti di scrittura (R) e re-scrittura (RW) fatti per i CD, solo con tante sigle in piu'.

Tutti supporti di storaggio hanno vita limitata (aspettativa di vita), influenzata fortemente dalla nostra modalita' di utilizzo e da fattori/accidenti esterni; sono quindi soggetti ad alcune norme di conservazione specifiche:

• HD: mantiene dati per 2-5 anni