Seminari del PHC - Sergio Steffè - 31 gennaio 7, 14 febbraio 2000 - Comunicazioni tra Calcolatori  - PISA 

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1.1  Introduzione.

La possibilità di usare tecniche di stampa nella costruzione dei circuiti elettronici ha reso estremamente economica la trattazione di un grande tipo di informazioni sotto la forma di segnali elettronici digitali. Dati numerici, testi, suoni, immagini (e in futuro anche odori, sapori e sensazioni tattili ...) sono convertiti in informazioni digitali ed elaborati da vari apparecchi. Ci si riferisce a queste apparecchiature con vari nomi come elaboratori, calcolatori, computers e via dicendo; scusandoci con i linguisti, useremo qui genericamente per tutti essi l'epiteto di "calcolatori" visto che una volta che sono state tradotte le informazioni in numeri le successive elaborazioni delle informazioni sono ridotte a calcoli numerici opportuni.

Tutti questi dati digitali vengono continuamente travasati da un calcolatore all'altro: vediamo di passare brevemente in rassegna i metodi usati per questi trasferimenti di informazioni digitali.

Un primo sistema consiste nello scrivere in qualche modo i dati su un supporto fisico intermedio e nel trasportare materialmente tale supporto dal posto dove si trova il primo calcolatore al posto dove si trova il secondo calcolatore che poi legge i dati da tale supporto. Questo sistema tra l'altro permette di tenere i dati immagazzinati anche per essere riletti in futuro dallo stesso calcolatore che li ha scritti. E' necessario che ai calcolatori siano collegate apposite attrezzature di scrittura e/o lettura.

Si è provato quasi di tutto: schede di carta che venivano perforate, nastri di carta perforati, nastri magnetici, schede magnetiche, dischi magnetici, dischi ottici, o magneto-ottici, e non si deve scordare naturalmente la carta scritta, con l'operatore umano che legge e ribatte sulla tastiera (metodo questo ancora molto più usato di quel che si potrebbe pensare, specialmente in caso di emergenza...) oppure con la lettura effettuata da uno scanner o una telecamera.

Un secondo sistema consiste nello spedire direttamente i dati da un calcolatore all'altro mediante apposite apparecchiature di comunicazione.

Anche qui i metodi usati finora sono stati innumerevoli: usando cavi elettrici appositi, per brevi distanze si possono usare le porte parallele, per distanze più lunghe le porte seriali, per distanze ancora più lunghe si è costretti a usare tecniche di modulazione del segnale digitale con delle apposite attrezzature (modem = modulatore-demodulatore) che cambiano i semplici bit in un segnale modulato che viene a sua volta trasmesso o su cavi di tipo telefonico, o su fibre ottiche, o come segnali elettromagnetici nell'etere su varie bande di frequenza, che vanno dalla luce visibile alle onde lunghe, o persino talvolta come suono per trasmissioni nell'aria o ultrasuoni nell'acqua.

E ancora non è del tutto desueta l' interfaccia umana, con una persona che legge da uno schermo e un'altra che ascolta e batte i dati su una tastiera un po' più in là ma a portata di voce...

Abbiamo finora considerato semplicemente una coppia di calcolatori; le cose si fanno particolarmente interessanti se invece si considera l'eventualità di scambiare dati tra parecchi calcolatori. Il metodo di collegarli a due a due in tutti i modi possibili comporterebbe molti collegamenti e ciascuna macchina dovrebbe avere molte interfacce, e questa soluzione diviene improponibile rapidamente al crescere del numero di calcolatori. Comunque anche se ogni calcolatore non è connesso a tutti gli altri ma solo a qualcuno di essi, si può pensare di far passare i dati tra una coppia di calcolatori non direttamente collegati facendoli transitare dai calcolatori intermedi. E' anche possibile collegare i vari calcolatori ad un unico mezzo trasmissivo, come un cavo o una determinata banda di frequenze dell'etere, ma allora si devono prendere le opportune precauzioni per fare in modo che non ci sia più di un calcolatore alla volta a trasmettere, esattamente come in un dibattito tra più persone si deve stare attenti a parlare uno alla volta.

Ci si riferisce spesso a un sistema di calcolatori collegati tra di loro come ad una rete di calcolatori, e si dice che ciascun calcolatore collegato è un nodo della rete. Quando un calcolatore riceve dei dati non per sè ma solo per passarli ad un altro calcolatore della rete, si usa dire che sta facendo da router . Molto spesso in effetti nelle reti conviene usare dei calcolatori adibiti esclusivamente a questo scopo.

A sua volta le varie reti possono essere connesse tra di loro: si realizzano così delle strutture che possono comprendere milioni di calcolatori sparsi in tutto il mondo.

Internet è appunto un siffatto complesso di reti di calcolatori, che nonostante siano di marche diverse, con diversi sistemi operativi, collegati in reti diverse con tecniche diverse tra di loro, sono pur tuttavia in grado di comunicare tutti tra di loro, usando una specie di linguaggio comune stabilito da alcuni standard internazionali riconosciuti da tutti (IP = Internet Protocol).

Si badi bene che i calcolatori usano questo linguaggio comune solo quando comunicano tra di loro attraverso Internet, e non quando comunicano con i poveri esseri umani: infatti ogni produttore di Hardware e di Software si è cimentato nel trovare qualche particolarità per distinguere il proprio prodotto, nel tentativo di renderlo migliore degli altri. Naturalmente senza questa continua gara non ci sarebbe il rapido miglioramento della facilità di uso dei calcolatori a cui abbiamo assistito negli ultimi anni ( vorrei notare che non tutti sono concordi su questa affermazione....); e pur tuttavia è un po' noioso dover continuamente riimparare metodi diversi per fare quasi le stesse cose su macchine diverse o sulle stesse macchina ma con software diverso.

Una conseguenza di questo fenomeno è il fatto che non è assolutamente produttivo mettersi nell'ottica di voler imparare giusto le poche ed esatte operazioni necessarie a ... . E' invece molto meglio avere una certa informazione sui meccanismi fondamentali che si vogliono usare e poi cercare di adoperarli caso per caso.

Un paragone che forse si può fare è quello della guida di una automobile. Per avere la patente si richiede una conoscenza di massima del motore e degli altri organi dell'automobile. Sarebbe impensabile mettersi a guidare senza avere una idea di cosa sono le strade carrabili, le ruote, il volante, il motore, il cambio, il serbatoio, le luci, la batteria e di come sono in relazione tra di loro, anche se sarebbe altrettanto assurdo che ciascuno di noi fosse anche meccanico, elettrauto, tappezziere, carrozziere... E comunque, una volta avuta una infarinatura generale e provato uno o due diversi modelli, ci si potrà adattare abbastanza presto a macchine con caratteristiche ben diverse (guida a destra, guida a sinistra, cambio automatico, motore a benzina o diesel, etc.. etc..), cosa che sarebbe ben più difficile se si considerasse l'auto in sè come una black box che si vuole guidare e basta.

Per questo motivo in questa chiacchierata, cercheremo non tanto di puntare l'attenzione sulle esatte sequenze di comandi che si devono dare, ma piuttosto sulla logica delle operazioni che vengono fatte dai calcolatori per comunicare tra loro.

A proposito della rapida obsolescenza di molte questioni tecniche, vorrei anche aggiungere che oltre al continuo mutare della sintassi e grammatica dei vari comandi, sono pure concepibili nel prossimo futuro enormi cambiamenti ancora più drastici per tutto quel che riguarda telecomunicazioni e calcolatori: per esempio se finalmente si riuscisse a padroneggiare il funzionamento di reti neuronali complesse (quello che manca è solo una teoria matematica adeguata), nel giro di pochi anni tutto il concetto di programmazione sarebbe rivoluzionato e sostituito da una vera teoria matematica dell'apprendimento, cambiando radicalmente l'attuale mondo della informatica.
 
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