LEZIONE 10

1. LEZIONE 10 INFORMATICA GENERALE Prof. Luciano Costa Ottimizzazione grafica di Nicola Dibenedetto

2. Il fax • Questa illustrazione mi sembra azzeccata per evidenziare come il fax (contrazione di fac simile) sia la sommatoria di altre tecnologie che tuttora possono essere usate separatamente con un normale PC, oppure siano integrate nelle moderne macchine cd multifunzione che, paradossalmente, hanno separato di nuovo queste caratteristiche, seppure disponibili in uno stesso apparecchio collegabile in rete. • Prima di entrare nei dettagli tecnici di funzionamento, una nota storica: l’italiano Giovanni Caselli, nel 1856, inventò il progenitore del fax, il "pantelegrafo", che però cadde nel dimenticatoio con lo scoppio della guerra tra Francia e Prussia nel 1870. Dopo quasi un secolo negli USA si cominciò a lavorare per definire standard comuni tra i produttori del moderno fax; tali standard furono denominati “gruppo1”, “gruppo 2” ed infine “gruppo 3” degli anni ’80, tuttora utilizzato.

3. Il fax • Veniamo al funzionamento: in breve, quando spediamo un fax , una componente scanner effettua una “fotocopia” del documento che noi introduciamo nella macchina (o tramite rullo o sul piano); una componente modem, attraverso la linea telefonica, chiama il numero del destinatario, scambia quattro chiacchiere con il fax e stabilisce la velocità di scambio dati, proprio come accade quando attiviamo una connessione analogica ad Internet, solo che anziché andare a 56k si va al massimo a 14.400 bps). Il modem che si trova all’interno del fax del destinatario trasforma i dati da analogici (suoni modulati) in digitali (sequenza di bit accesi o spenti); una componente stampante (ad aghi o laser) ricrea sulla carta l’immagine “fotocopiata” dal mittente.

4. La scansione. • Lo scanner è un apparecchio che trasforma in segnali digitali le immagini (analogiche) che si vogliono riprodurre. Nei modelli a tamburo, un rullo fa scorrere la carta sulla testina di scansione, mentre su quelli piani, la carta è ferma sul vetro ed è la testina che si muove da un’estremità all’altra (come le normali fotocopiatrici). Il principio di fondo è ovviamente lo stesso. Per semplificare il discorso riguardo al funzionamento del fax, faremo riferimento ad uno scanner piano in bianco e nero. • Un fascio di luce colpisce, attraverso il vetro, la carta su cui sono stampati testo e/o immagini. Come è noto, il bianco riflette la luce e il nero la assorbe. Quindi le zone chiare rifletteranno di più. Man mano che la testina si sposta, cattura la luce riflessa da punti di dimensioni impercettibili per l’occhio umano, attraverso specchi che ruotano per mantenere l’allineamento con una lente che, a sua volta, focalizza la luce su dei diodi. Questi convertono l’intensità della luce in corrente elettrica; più la luce è riflessa, cioè più la zona scansionata è chiara, maggiore è la tensione generata. Un ADC (convertitore da analogico a digitale) rappresenta un valore di tensione come pixel acceso o spento, bianco o nero.

5. La trasmissione e la ricezione • Il modem (modulatore - demodulatore), converte i segnali digitali in onde sonore di forma sinusoidale che possono viaggiare sulla normale linea telefonica., come la voce umana, e viceversa.. Nel caso del fax, converte l’immagine digitalizzata del documento in una sequenza di suoni durante la trasmissione; mentre converte i suoni in segnali digitali che possono essere stampati, durante la ricezione. • Rinviando i curiosi a spiegazioni più specifiche e dettagliate sul funzionamento di questo dispositivo, mi limiterò a ricordare che, in generale, i dati vengono trasmessi come sequenza di pacchetti, preceduti da un bit di start, seguiti da un bit di stop ed eventualmente accompagnati da un bit di parità per il controllo di errore. Il limite fisico della linea telefonica è di 600 cambi di frequenza al secondo. All’inizio si trasmettevano 300 bit al secondo, identificando un bit 0 con una certa frequenza e un bit 1 con un’altra. Per aumentare la velocità di trasmissione si è fatto ricorso a combinazioni di frequenze e compressione di dati. Come già detto, la maggiore velocità nell’ambito dei fax è di 14.400 bps.

6. La stampa • I segnali convertiti in digitale vengono inviati alla componente stampante del fax. Prendiamo in esame il funzionamento di una stampante ad aghi e di una laser. • Nella prima un processore decide riga per riga come debba muoversi la testina e invia dei segnali elettrici che creano un campo elettromagnetico nei magneti posti sulle estremità degli aghi di stampa, contenuti nella testina. Gli aghi vengono respinti dal magnete e colpiscono un nastro inchiostrato che crea l’immagine sulla carta sottostante. • La stampante laser riceve comandi che indicano la precisa posizione di ogni pixel sull’area di stampa. Il processore interno attiva e disattiva in rapida successione un fascio laser, che viene deflesso orizzontalmente da uno specchio rotante e proiettato su tutta la lunghezza di un cilindro ricoperto da una pellicola a carica negativa, creando moltissimi punti luminosi risultanti dalla combinazione tra acceso/spento e il movimento del laser. Terminata la proiezione della prima riga di punti sul cilindro, detto tamburo, il laser continua con la seconda riga e così via. Mentre il tamburo ruota, gli ingranaggi trascinano il foglio di carta in modo che riceva una carica elettrostatica da un filo.

7. La stampa • Nella maggioranza dei modelli tale carica è positiva, quindi prendiamo questa ipotesi come esempio, e immaginiamo che il foglio sia caricato positivamente. A loro volta, i punti luminosi proiettati sul tamburo cambiano lo stato della pellicola, che si carica positivamente. A circa metà rotazione, il tamburo entra in contatto con la vaschetta del toner, una (tossica) polvere nera, caricata negativamente. Le aree del tamburo illuminate dal laser hanno carica positiva e quindi attireranno particelle di toner, mentre le aree non toccate dalla luce mantengono la carica negativa e dunque le respingeranno. Quando il tamburo entra a contatto con la carta, la carica positiva di quest’ultima attira le particelle di toner a carica negativa, che si staccano dai punti del tamburo a carica sempre positiva ma di minore intensità.

8. La trasmissione e la ricezione MODEM • Il modem (modulatore - demodulatore), converte i segnali digitali in onde sonore di forma sinusoidale che possono viaggiare sulla normale linea telefonica., come la voce umana, e viceversa.. Nel caso del fax, converte l’immagine digitalizzata del documento in una sequenza di suoni durante la trasmissione; mentre converte i suoni in segnali digitali che possono essere stampati, durante la ricezione. • Rinviando i curiosi a spiegazioni più specifiche e dettagliate sul funzionamento di questo dispositivo, mi limiterò a ricordare che, in generale, i dati vengono trasmessi come sequenza di pacchetti, preceduti da un bit di start, seguiti da un bit di stop ed eventualmente accompagnati da un bit di parità per il controllo di errore. Il limite fisico della linea telefonica è di 600 cambi di frequenza al secondo. All’inizio si trasmettevano 300 bit al secondo, identificando un bit 0 con una certa frequenza e un bit 1 con un’altra. Per aumentare la velocità di trasmissione si è fatto ricorso a combinazioni di frequenze e compressione di dati. Come già detto, la maggiore velocità nell’ambito dei fax è di 14.400 bps.

9. Le Reti • Le reti informatiche • Una rete informatica può essere anche composta da due soli computer connessi e comunicanti tra loro. • Normalmente le reti collegano tra loro molti computer, come postazioni di lavoro degli impiegati di un ufficio, dei commessi di un negozio, degli sportellisti di una banca etcetera. Quando una rete si estende in una zona piuttosto limitata (ufficio, un dipartimento, un edificio), prende il nome di LAN – Local Area Network

10. Le LAN • Con una LAN si possono condividere software costosi ed i grandi database che rappresentano la base del sistema informatico dell’azienda. Inoltre, con una condivisione centralizzata dei documenti vitali dell’azienda, ogni addetto ha la certezza di poter disporre delle ultime versioni aggiornatissime di documenti, di pratiche, di modelli, necessari per le operazioni normali del’ufficio e/o dell’impresa. Negli ultimi anni le LAN hanno continuato a diffondersi, e possiamo dire che oggi non esista uno studio associato di professionisti od un qualunque esercizio commerciale di una certa grandezza, che non abbia una rete LAN che collega tutti i suoi impiegati.. Il loro utilizzo da parte di moltissime aziende riguarda principalmente la risoluzione delle seguenti problematiche • E-mail • Programmazione di gruppo • Database condivisi • Accesso ad Internet • Gestione dei pacchetti applicativi • Connessione ad altri sistemi

11. Le WAN (Wide Area Network) • Una WAN è una rete di computer che si estende su una vasta area connettendo insieme più LAN di una stessa società. • INTERNET • La rete più grande del mondo è ovviamente Internet. • Nodi, Client e Server • Con il termine NODO si indica qualsiasi PERIFERICA direttamente collegata alla rete. • Un CLIENT è un nodo sulla rete che permette l’accesso alle RISORSE. • Un SERVER è un nodo sulla rete che fornisce risorse condivise ai Client. • I componenti per le reti sono costituiti da nodi e connessioni,ed il modo in cui i nodi sono connessi fra di loro e alla rete si chiama topologia di rete.

12. Interconnettività e interoperabilità • Non sempre le reti hanno hardware e sistemi operativi tra loro compatibili (reti omogenee) al contrario le strutture spesso sono tra loro diverse (reti eterogenee). E’ il caso che si può verificare quando le aziende si fondono e debbono conservare le operatività delle loro reti. Le tecnologie che compongonole reti potrebbero non essere adatte a funzionare insieme. Nascono quindi nuove discipline e nuove professionalità finalizzate a consentire interconnettività e interoperabilità tra reti diverse. Le professionalità sono molto ricercate e le tecnologie prendono i nomi di Router e Gateway. • Protocolli Il termine protocollo viene utilizzato per descrivere l’insieme di regole per la comunicazione tra computer. Il mancato rispetto del protocollo sulle reti comporta l’impossibilità di avere relazioni con il resto della rete. • Router Con il termine Router si indica un nodo intermedio sulla rete capace di trasferire i dati tra reti che utilizzano tecnologie diverse e spesso incompatibili. • Gateway Gateway è un termine generico per definire: -una interfaccia tra due tecnologie di rete diverse. -compito di tradurre due protocolli di comunicazione presenti sulla rete. Normalmente è una parte di software che traduce dei dati per rendere le applicazioni compatibili tra loro.

13. Le reti • Cosa sono e come funzionano le reti: • Cominciamo subito con lo spiegare cosa è una rete informatica, immaginiamo una rete da pesca, una rete un po' ingarbugliata, ricca di nodi: ebbene la trama della rete e' costituita dalle connessioni • che si stabiliscono fra i vari nodi, mentre i nodi sono i computer connessi a quella rete. • Ora una rete non ha bisogno di essere necessariamente composta da centinaia di computer, • sono sufficienti due o più computer collegati fra loro per poterli definire “computer in rete”, generalmente in questo caso così basilare si hanno due possibilità:

14. Le reti • 1] Un computer svolge le funzioni del server, del gateway o di entrambe, mentre gli altri agiscono da client. • 2] Tutti i computer sono posti sullo stesso livello [peer to peer]. • Già cominciamo ad incontrare parole che potrebbero sembrarvi oscure, ma che fra poche righe vi risulteranno subito più chiare. • Il server è un computer che fornisce servizi, da questo il suo nome, può essere un server web e quindi fornire l'accesso a pagine web residenti su quel computer, oppure può essere un server e-mail e permettere attraverso di esso l'invio di e-mail, o ancora può essere un game server e gestire le partite dei giochi online; un singolo PC può offrire contemporaneamente più servizi facendo girare su di esso più programmi di tipo server. Ovviamente esistono centinaia di tipi di server, che non starò qui ad elencare, l'importante è l'aver compreso il concetto. • Il client è l'altra faccia della medaglia, esistendo un server che fornisce servizi ci sarà anche qualcuno, che con il suo PC, ne usufruirà: si tratta del client, il “cliente” che potrà grazie al server visualizzare pagine web residenti sul server inviare e-mail e giocare online.

15. Le reti • Passiamo al gateway, il cancello, la via d'uscita e d'entrata di una rete locale, grazie ad esso i computer client possono non solo accedere alle pagine web residenti sul server web locale, ma anche accedere all'intero World Wide Web o ad altre reti esterne alla LAN. • Forse avrete notato che ho parlato di rete locale, la cosiddetta LAN (local area network), si tratta di una rete, in genere di dimensioni contenute che si sviluppa in un unico edificio, come può essere la vostra casa o un'aula di informatica. • Tuttavia questa è la tipologia più piccola e semplice di rete, ne esistono diverse altre: • LAN (Local Area Network) - "Rete locale": • Si tratta di un insieme di computer collegati tra loro e ubicati fisicamente nello stesso luogo, per esempio all'interno di un'area aziendale o di un'abitazione privata. • MAN (Metropolitan Area Network) - "Rete metropolitana": • In questo caso, i computer si trovano all'interno di un'area urbana di grandi dimensioni oppure sono dislocati in più comuni limitrofi. Fra i vari esempi, prendiamo in considerazione quello riguardante più computer interconnessi tra loro e collegati ad un server centrale nell'intero territorio comunale e quello relativo ai PC delle segreterie delle facoltà universitarie dislocate in una determinata area metropolitana.

16. Le reti • WAN (Wide Area Network) – "Rete di vaste dimensioni": • In questo caso, l'area geografica comprende l'intero territorio nazionale o addirittura gli stati con esso confinanti. • GAN (Global Area Network) – "Rete a livello globale":

17. Le reti • La GAN più importante di tutte e sicuramente la più conosciuta èsicuramente Internet. Molto utilizzata in ambito scientifico, è ad esempio la GAN Inmarsat, grazie ai satelliti di questa rete è possibile collegarsi da qualsiasi parte del mondo, persino dall'Everest. Disegno 1 Esempio di LAN collegate ad una GAN (Internet) ed ad una WAN • In sostanza le diverse tipologie di rete si differenziano fra di loro principalmente per l'estensione: ovviamente per creare e sostenere reti di dimensioni maggiori ci vogliono più soldi, più tecnici di rete, e sono generalmente causa di più problemi. • Per questo sono state inventate le Intranet, delle reti interne aziendali che possono essere contattate telefonicamente da qualsiasi parte del mondo, in modo simile a quando si effettua il collegamento ad internet, con la differenza, che in questo caso, anziché ad internet ci si trova collegati ad una LAN che potrebbe trovarsi a Roma come a Tokio, Milano o Singapore. Si potranno quindi svolgere tutte le attività tipiche del telelavoratore come se ci si trovasse in ufficio.