Fondamenti di Informatica

Transcript

1 Fondamenti di Informatica Telematica e ipermedialità Cazzaniga Paolo Dip. di Scienze Umane e Sociali paolo.cazzaniga@unibg.it

2 Outline Dalle reti a Internet 1 Dalle reti a Internet 2 Ipermedialità Multimedialità 3 4

4 Le reti Quando possiamo parlare di rete di calcolatori? Quando abbiamo due o più calcolatori connessi tra loro (o anche altri dispositivi) Esistono reti che non sono Internet (La Rete) Internet nasce perchè ci sono diverse reti connesse tra loro Internet viene anche definita rete delle reti

8 Le reti In generale, una rete è un insieme di: dispositivi informatici, detti nodi della rete (calcolatori, stampanti, nas, media center) connessioni (linea telefonica, fibra ottica) protocolli (FTP, HTTP, SSH) software (posta elettronica, esplorazione di risorse di rete) utenti

9 Le reti In una rete, la comunicazione (invio di messaggi) avviene a commutazione di pacchetto con messaggio indichiamo qualsiasi tipo di sequenza di bit inviata ( , chat, file, ecc.) un pacchetto indica l unità minima nella quale un messaggio viene diviso ogni pacchetto segue il proprio percorso nella rete per raggiungere il destinatario comunicazione più efficiente i guasti possono essere bypassati possibilità di inviare contemporaneamente più messaggi sulla rete

10 I protocolli di rete Stabiliscono: il formato dei pacchetti le modalità di comunicazione regole per invio e ricezioni dei messaggi Non è l utente a preoccuparsi di come funziona l infrastruttura, ma i programmi Chi gestisce i protocolli di rete: ISO (International Organization for Standardization) W3C (World Wide Web Consortium) emanano protocolli o standardizzano protocolli già esistenti (ad es. TCP/IP)

11 I protocolli di rete Il protocollo TCP/IP interazione gerarchica tra livelli applicazione, trasporto, internetworking, collegamento il livello più alto serve per l interazione con l utente il livello più basso per l interazione con il supporto fisico

12 Architetture client/server Nella rete i nodi possono essere attivi o passivi Alternativamente possiamo parlare di client e server Client: colui che richiede un servizio (ad es. l utente) Server: colui che fornisce un servizio (ad es. il sito web) Un server è un oggetto HW o SW?

13 Architetture client/server Nella rete i nodi possono essere attivi o passivi Alternativamente possiamo parlare di client e server Client: colui che richiede un servizio (ad es. l utente) Server: colui che fornisce un servizio (ad es. il sito web) Un server è un oggetto HW o SW?

14 Funzionalità di rete comunicazione tra più nodi e utenti condivisione di risorse LAN calcolo scientifico archivio centralizzato disco condiviso backup e la posta elettronica? WAN (e MAN) interoperabilità cooperazione tra diverse sedi

17 Internet Nasce alla fine degli anni 60 come progetto del Ministero della Difesa degli Stati Uniti Obiettivi del progetto rete di calcolatori con SO diversi decentrata non vulnerabile (ad attacchi alle infrastrutture di telecomunicazione) Caratteristiche Utilizzo di una struttura ridondante Comunicazione con commutazione di pacchetto

18 Internet Negli USA la diffusione iniziale di Internet è in ambito Militare e Accademico In Europa negli anni 70 In Italia nel 1986 Alcune applicazioni sviluppate in quegli anni sono sopravvissute : posta elettronica Molte altre sono state cancellate dalla killer application di Internet, sviluppata negli anni 90: il World Wide Web

19 Internet Negli USA la diffusione iniziale di Internet è in ambito Militare e Accademico In Europa negli anni 70 In Italia nel 1986 Alcune applicazioni sviluppate in quegli anni sono sopravvissute : posta elettronica Molte altre sono state cancellate dalla killer application di Internet, sviluppata negli anni 90: il World Wide Web

20 Internet Internet viene ampliata se vengono aggiunte nuove reti (la Rete delle Reti) le utenze domestiche entrano a fare parte di Internet grazie agli Internet Service Provider (ISP) essendo composto da più sottoreti, la connessione tra loro viene gestita da gateway in Internet i nodi vengono individuati univocamente tramite gli indirizzi IP

21 Internet Protocol (IP) Sono indirizzi a 32 bit vengono solitamente indicati con 4 numeri (decimali) compresi tra 0 e 255 (ad es ) l ICANN (International Corporation for Assigned Names and Numbers) attribuisce indirizzi IP ad aziende e paesi gli indirizzi IP sono solo 2 32, ovvero circa 4 miliardi gli indirizzi sono già finiti per cui bisogna trovare strategie per ovviare a questo problema Qualche idea? IPv6: indirizzi IP a 128 bit, indirizzi diversi NAT (Network Address Translation): solo il gateway ha un indirizzo univoco, tutti i calcolatori della sottorete hanno indirizzi diversi tra loro ma non necessariamente diversi da quelli di altre sottoreti

24 DNS Normalmente l utente non si deve ricordare dell indirizzo IP per accedere ad un servizio web La corrispondenza tra IP (es ) e nome del sito web (es. biosimware.disco.unimib.it) viene gestita dal DNS Il DNS (Domain Name System) consiste in una serie di archivi gestiti dai DNS Server I DNS Server sono nodi che si occupano di disambiguare il nome e tradurlo in indirizzo IP (univoco) Gli indirizzi simbolici usano una sintassi che consiste in strighe concatenate da punti (dot.) La disambiguazione è ricorsiva a partire dal dominio di primo livello (es.

25 DNS ICANN gestisce l assegnazione dei domini e la sintassi Domini nazionali:.it.uk.fr.de Domini sovranazionali:.com.org.biz.mil.edu Il www negli indirizzi web è aggiunto per convenzione

26 I servizi di Internet Posta elettronica introdotto negli anni 70 sistema di comunicazione asincrono prevede una casella di posta per ogni utente ogni utente ha un indirizzo di posta il nome utente è unico nel server di posta (mail server) per poter individuare univocamente l utente a lato utente la posta è gestita da un client di posta

27 I servizi di Internet Esistono 3 tipi di client di posta elettronica: programmi di posta (Outlook, Thunderbird) programmi integrati nel web browser funzionalità disponibili nel sito web stesso (Gmail, Hotmail) La comunicazione client/server viene gestita da: protocolli SMTP per l invio protocolli POP (ricezione) e IMAP (consultazione)

28 I servizi di Internet Un po di domande: Cos è lo SPAM? Cos è il phishing? Cos è la posta elettronica certificata? Cos è una mailing list? Qual è la differenza tra i campi cc e bcc (o ccn)? Perchè i messaggi con allegati troppo grandi possono essere rifiutati?

34 I servizi di Internet FTP (File Transfer Protocol) è un protocollo usato per la copia di dati tra nodi della rete l utente può usare SW detti Server FTP e Client FTP (Filezilla) lo scambio può avvenire anche tra calcolatori con SO e filesystem diversi un server FTP mette a disposizione dello spazio di memoria dove è possibile copiare dati i client FTP si connettono usando credenziali per l accesso

35 I servizi di Internet L utilizzo principale del protocollo FTP distribuzione di pacchetti software upload di pagine su un sito web invio di file di grandi dimensioni

36 I servizi di Internet Il peer to peer (p2p) è una architettura paritaria, non c è una gerarchia client/server diffuso per attività di file sharing si utilizzano programmi come emule e edonkey Attenti al copyright!

37 I servizi di Internet Gruppi di discussione e forum scambio di informazioni tra comunità newsgroups: server USENET per la diffusione dei messaggi newsgroups: possibili problemi nella cronologia degli aggiornamenti forum: discussioni tematiche organizzate in thread forum: richiedono registrazione per partecipare alle discussioni

38 I servizi di Internet La comunicazione sincrona chat instant messaging ICQ MSN messenger Skype e VoIP Domande: Qual è la differenza tra chat e instant messaging? Questi servizi hanno un architettura client/server o p2p?

41 I servizi di Internet Altri servizi backup di file e cartelle in remoto, il backup di solito è incrementale (Mozy) archiviazione tramite strumenti di versioning (CVS, GIT) condivisione di file tra più utenti che possono leggere/scrivere (Google Drive, DropBox)

42 Outline Dalle reti a Internet Ipermedialità Multimedialità 1 Dalle reti a Internet 2 Ipermedialità Multimedialità 3 4

43 Ipermedialità Multimedialità Ipertesti Parti di testo collegate tra loro logicamente I collegamenti permettono all utente di passare da una parte del testo all altra Il documento ha una struttura reticolare L utente può navigare o effettuare una scansione non lineare del testo In generale l ipertesto è un documento sviluppato con implementazioni informatiche L ipertesto (in una forma che vedremo successivamente) si è diffuso enormemente negli anni 90 con la nascita del World Wide Web

44 Ipermedialità Multimedialità Ipertesti Diamo una definizione formale: è un testo digitale è composto da più parti (blocchi di testo) detti nodi o topics le parti sono in connessione tramite collegamenti o link seguendo una struttura reticolare la struttura dell ipertesto determina la modalità di navigazione la struttura è legata ad un autore la struttura è aperta, nel senso che è possibile passare da un ipertesto all altro

45 La struttura di un ipertesto Ipermedialità Multimedialità I nodi unità minimali di informazione autonomi completi I collegamenti sono logici o definiti tra tematiche affini I collegamenti vengono definiti su parole attive o hotwords Forma di un ipertesto

46 La struttura di un ipertesto Ipermedialità Multimedialità Gli archi possono essere orientati o non orientati Definizione di stella uscente da un nodo e stella entrante Presenza di loop o self-loop

47 Ipermedialità Multimedialità I collegamenti di un ipertesto Possiamo distinguere i collegamenti (o link) a seconda della loro funzione: interni al nodo esterni collegamenti ad altri nodi dello stesso ipertesto collegamenti ad altri ipertesti link di navigazione link di attivazione Qual è la differenza tra gli ultimi due tipi di collegamento? link procedurali (es. pulsante back del browser) link testuali (collegamenti testuali) link associativi (stretta affinità - collegamenti testuali) link strutturali (collegamenti a sezioni dell ipertesto) link sitografici (collegamenti ad altri siti )

51 Ipermedialità Multimedialità Multimedialità Documento multimediale: opera in cui è presente una molteplicità di mezzi di comunicazione: testo grafica animazione suono Anche la multisensorialità è richiesta (es. vista e udito)

52 Ipermedialità Multimedialità Multimedialità Diversi tipi di multimedialità debole (questa lezione) intrinseca (fumetti) additiva (il cinema muto con sottotitoli) nativa (il cinema) Per il web la multimedialità deve avere codifica digitale su supporti elettronici: Multimedialità ristretta (coesistenza di una pluralità di linguaggi) Multimedialità interattiva Cos è?

53 Ipermedialità Multimedialità Multimedialità Diversi tipi di multimedialità debole (questa lezione) intrinseca (fumetti) additiva (il cinema muto con sottotitoli) nativa (il cinema) Per il web la multimedialità deve avere codifica digitale su supporti elettronici: Multimedialità ristretta (coesistenza di una pluralità di linguaggi) Multimedialità interattiva Cos è?

55 Ipertestualità e Multimedialità Ipertestualità struttura del documento Multimedialità contenuto del documento Dall incontro tra ipertestualità e multimedialità nasce la ipermedialità World Wide Web ipermedialità nasce al CERN di Ginevra alla fine degli anni 80 sistema di comunicazione via Internet (tra ricercatori) tecnologia (web) resa pubblica nel 1993 World Wide Web ipertesto multimediale distribuito su Internet

59 World Wide Web Struttura pagine web Collegamenti link unidirezionali Le pagine sono distribuite su Server web o Server http L utente naviga usando client detti browser Quale dei seguenti NON è un browser? 1 Firefox 2 Chrome 3 Safari 4 Thunderbird 5 Opera

62 Pagine web Testo superficiale - ciò che appare all utente testo, audio, grafica, immagini, filmati i browser, di default, riconoscono formati standard (es. file jpg, gif, png) per visualizzare altri formati è necessario installare plug-in Acrobat Reader QuickTime FlashPlayer

63 Pagine web Organizzazione interna delle pagine: spazio dei contenuti parti di ipertesto oggetti multimediali link associativi cornice ipertestuale strutture di navigazione (menu di navigazione primaria e secondaria) strutture di identificazione (intestazione, logo, banner, contatti) Alcune pagine hanno il link alla homepage nel logo, una sorta di fusione delle strutture di navigazione e contatto

64 Sito web E un insieme di pagine web: autorialità (singolo emittente) argomento di comunicazione (tema) strategia argomentativa (layout) destinatario (chi è l obiettivo del sito) collocazione fisica (server web) collocazione virtuale (l indirizzo web)

65 Sito web Un po di domande... Cos è la homepage? Cos è una splash page? Cos è un portale? Cos è un servizio web? motore di ricerca (Google, Yahoo!, Bing) aste online (ebay) vendita online (Amazon, Chl, Pixmania) intermediazione commerciale (PayPal) posta elettronica (Gmail, Hotmail, Yahoo!)

71 Sito web Esistono diverse tipologie di sito web: siti aziendali (business to consumer b2c e business to business b2b) siti istituzionali (enti pubblici, università, ecc.) siti personali (...anche i blog) e diversi modelli di comunicazione e funzione: informativa conativa (o persuasiva) emotiva (o espressiva) ogni sito può appartenere a più di una categoria!

72 Sito web Dalle reti a Internet I siti web possono essere statici o dinamici pagine statiche HTML pagine dinamiche (generate on the fly) elementi dinamici (script) CMS (Content Management Systems) file temporanei (cosa sono?) In teoria, dal nome della pagina si dovrebbe capire se è statica (.htm o html) o dinamica (che comprende una serie di parametri) Recentemente sono stati introdotti nomi search engine friendly per le pagine dinamiche (per ottimizzare le ricerche)

73 I protocolli di Internet: HTTP Esistono tre standard principali per il web (gestiti dal W3C): HTTP (HyperText Transfer Protocol) - protocollo di rete per lo scambio di messaggi con architettura client/server un utente specifica un link o utilizza un motore di ricerca e il browser invia la richiesta ad un server la richiesta viene gestita tramite DNS e grazie all infrastruttura di rete (TCP/IP) quando il server risponde, il browser formatta la pagina, ricostruisce l ipertesto (link) e gestisce i contenuti multimediali il browser può quindi richiedere nuovi dati per visualizzare la pagina o invocare programmi (JavaScript, ecc.)

74 I protocolli di Internet: HTTP Ogni volta che viene visitata una pagina il client cede delle informazioni al server le informazioni vengono memorizzate in file di log e vengono usate per ottimizzare i processi e a fini statistici le statistiche sui siti web sono gestite anche dal W3C: Global Web Stats (

75 I protocolli di Internet: HTTP Esistono altri tipi di comunicazione: tecnologie push feed RSS (Really Simple Syndication): l utente fa un abbonamento a un feed RSS e viene aggiornato senza che ne faccia richiesta esplicita (ad es. le news) podcasting usa la stessa tecnologia dei feed RSS ma permette la diffusione di materiale video e audio feed RSS e podcasting permettono di aggregare le notizie e scaricarle automaticamente sul dispositivo connesso a Internet senza dover visitare tutti i siti web (ad es. Repubblica) Cosa significa downloading? e streaming?

76 I protocolli di Internet: HTTP Esistono altri tipi di comunicazione: tecnologie push feed RSS (Really Simple Syndication): l utente fa un abbonamento a un feed RSS e viene aggiornato senza che ne faccia richiesta esplicita (ad es. le news) podcasting usa la stessa tecnologia dei feed RSS ma permette la diffusione di materiale video e audio feed RSS e podcasting permettono di aggregare le notizie e scaricarle automaticamente sul dispositivo connesso a Internet senza dover visitare tutti i siti web (ad es. Repubblica) Cosa significa downloading? e streaming?

77 I protocolli di Internet: HTML Il linguaggio HTML (HyperText Markup Language) - linguaggio di marcatura per implementare le pagine web Prevede l uso di marche (tags) doppie o singole formattazione (anche se spesso si usano fogli di stile css) struttura del documento link ipertestuali aggiunta di oggetti multimediali <HTML> <HEAD> <TITLE>Esempio 1 </TITLE> </HEAD> <BODY> <CENTER><H1>Questo è scritto in stile Heading 1</H1></CENTER> Scritta non indentata <HR WIDTH=100% > </BODY> </HTML>

78 I protocolli di Internet: HTML Esistono altre tecnologie, che si affiancano all HTML, per ovviare la sua povertà espressiva: JavaScript: linguaggio di scripting per scrivere programmi che vengono interpretati ed eseguiti dal browser Java: linguaggio di programmazione, vengono aggiunti alle pagine HTML programmi pre-compilati (applet) che possono essere eseguiti solo se sul client è presente il Java Runtime Environment (JRE) Flash: gestione dei contenuti multimediali (immagini e filmati) XML: extensible Markup Language, è più espressivo di HTML e viene solitamente usato per l archiviazione di testi su web

79 I protocolli di Internet: URL URL (Uniform Resource Locator) è un indicatore univoco di una risorsa web protocollo://hostname:porta/pathname?query#frammento protocollo (http, https, ftp) hostname (indirizzo ip o nome indirizzo) porta (opzionale, se omesso viene impostata la porta di default del protocollo) pathname (percorso all interno del filesystem del server) query (informazioni parametriche per la generazione di pagine dinamiche) frammento (indica un punto preciso della pagina)

80 I protocolli di Internet: URL Esempi: id_notizia=54140&cerca=ing_orari-avvisi Quando gli indirizzi sono troppo lunghi si possono usare: alias URL shorteners ( E si l indirizzo di una pagina cambia? PURLs (Persistent URLs) assicura che una pagina sia sempre raggiungibile dall esterno anche se il suo URL cambia

81 Come si accede ad un sito web? Direttamente: scrivendo l indirizzo nel browser Indirettamente: seguendo un link presente in un altro sito Tramite un motore di ricerca: seguendo una delle pagine elencate grazie ad una ricerca La maggior parte degli accessi avviene tramite motore di ricerca Come funziona un motore di ricerca? cerca in tutti i siti del web cerca nel web tutti i siti che contengono le parole chiave cerca nell archivio dei siti web dice automaticamente in quali siti è presente la parola chiave (sfruttando altri programmi) Nessuna di queste è corretta!

84 I motori di ricerca Ricerca input: lista di parole chiave output: lista di collegamenti Data una parola chiave, viene effettuata una ricerca testuale Ricerca avanzata: operatori logici (AND, OR) uso dei doppi apici ( ) lingua date tipo di dato (immagini, video, ecc.)

85 I motori di ricerca Come funziona in realtà un motore di ricerca? i risultati riguardano solo parte del web la richiesta di un utente viene tradotta in una query ad un database dove sono presenti informazioni di un certo numero di pagine web precedentemente catalogate l interrogazione viene fatta tramite l attivazione di un programma di gestione di un archivio questa ricerca locale garantisce tempi di risposta molto brevi La pagina generata da un motore di ricerca è statica o dinamica?

86 I motori di ricerca Come funziona in realtà un motore di ricerca? i risultati riguardano solo parte del web la richiesta di un utente viene tradotta in una query ad un database dove sono presenti informazioni di un certo numero di pagine web precedentemente catalogate l interrogazione viene fatta tramite l attivazione di un programma di gestione di un archivio questa ricerca locale garantisce tempi di risposta molto brevi La pagina generata da un motore di ricerca è statica o dinamica?

87 I motori di ricerca L archivio di ricerca viene costruito tramite spider (o crawler, robot, bot): sfrutta una lista di indirizzi noti esplora, analizza e indicizza le pagine durante la visita vengono identificati i link esterni per le successive esplorazioni la fase di indexing serve a identificare le parole chiave (anche grazie ai tag HTML) l attività dello spider è continua, asincrona (rispetto alle richieste) e ciclica Cos è la copia cache di una pagina web?

88 I motori di ricerca L archivio di ricerca viene costruito tramite spider (o crawler, robot, bot): sfrutta una lista di indirizzi noti esplora, analizza e indicizza le pagine durante la visita vengono identificati i link esterni per le successive esplorazioni la fase di indexing serve a identificare le parole chiave (anche grazie ai tag HTML) l attività dello spider è continua, asincrona (rispetto alle richieste) e ciclica Cos è la copia cache di una pagina web?

89 I motori di ricerca Il ranking: l ordinamento dei risultati è fondamentale ordinamento tramite page rank rilevanza popolarità sponsored links (a pagamento) Riassumendo, un motore di ricerca consiste di: un archivio un programma di interrogazione un programma di scansione e indicizzazione La qualità di un motore di ricerca è data dall ampiezza del suo archivio, dalla pertinenza dei risultati e dall ordinamento proposto

90 I motori di ricerca Il ranking: l ordinamento dei risultati è fondamentale ordinamento tramite page rank rilevanza popolarità sponsored links (a pagamento) Riassumendo, un motore di ricerca consiste di: un archivio un programma di interrogazione un programma di scansione e indicizzazione La qualità di un motore di ricerca è data dall ampiezza del suo archivio, dalla pertinenza dei risultati e dall ordinamento proposto

91 I motori di ricerca specializzati metamotori: fondono le ricerche effettuate con più motori di ricerca generalisti ( plurimotori: esecuzione parallela senza fusione dei risultati clusterizzatori: cercano di individuare cluster nei risultati cercando concetti significativi per la ricerca ( motori specialistici: Google Books - Google Scholar - (citazioni e ipertesti, il concetto di stella entrante degli ipertesti)

92 Il Web 2.0 Riguarda i siti web in cui vengono condivise le informazioni e c è interazione tra gli utenti Facebook Twitter LinkedIn Come sono costituiti? Profilo personale Rete di contatti Altre applicazioni: Google Drive Blog applicazioni Wiki (es. Wikipedia)

94 Formazione a distanza Si è sviluppata grazie a: miniaturizzazione dei componenti dei costi connettività (Internet) Si è passati dal: calcolatore con dispositivi di comunicazione al: comunicatore con dispositivi di calcolo

95 Formazione a distanza Cos è la formazione a distanza (FAD)? forma di apprendimento tramite sistemi educativi e tecnologici discenti separati dai docenti (nello spazio e/o nel tempo) è oggi diffusa grazie alle tecnologie della comunicazione e all economicità dei mezzi Esistono tre generazioni di formazione a distanza: sistemi postali: scambio di testi, comunicazione asincrona uni o bi-direzionale tecnologie audiovisive: telefono, radio, televisione e supporti informatici (cd, dvd) tecnologie telematiche

96 Formazione a distanza Spesso si pensa alla formazione a distanza come online learning, ma non bisogna essere sempre online! I metodi di formazione a distanza con supporti informatici e tramite tecnologie telematiche vengono anche definiti e-learning (electronic learning) Con e-learning si intendono generalmente percorsi di formazione (anche non strutturati): autoformazione lifelong learning distance learning

97 Formazione a distanza Quando la formazione a distanza può essere utile e conveniente? corsi di formazione obbligatoria per aziende permetterebbero di evitare l organizzazione logistica degli stessi ogni dipendente potrebbe fruire del corso in maniera autonoma e-learning nella scuola non esistono risultati relativi ai pro e contro combinare didattica tradizionale ed e-learning (blended learning)

98 Formazione a distanza Le modalità della formazione a distanza: distribuzione via rete di materiale didattico comunicazione uno a molti non ci sono interazione e interattività materiale didattico adatto al mezzo di comunicazione e all ambiente di apprendimento materiale didattico corredato di esercizi di verifica unidirezionale bidirezionale: il docente corregge gli esercizi interattivo: il calcolatore interagisce con lo studente comunicazione molti a molti (allievi comunicano con il docente e tra di loro) forum, chat, audio/video conferenze

99 Formazione a distanza Distinzioni tra FAD: sincrona (classe virtuale, uno a molti, molti a molti) asincrona (separazione spaziale e temporale) ambiente destrutturato (FAD via web) ambiente strutturato piattaforme di e-learning Learning Management Systems (LMS) per monitorare e tracciare le attività Learning Content Management Systems (LMS + CMS) learning object (unità didattica modulare) per LMS Cos è un learning object? (un concetto, una lezione o un corso?) Esistono standard (IEEE e SCORM) per la loro definizione al fine di renderli indipendenti dalla piattaforma di e-learning utilizzata

100 Formazione a distanza Il tutor o facilitatore dell apprendimento: facilitatore tecnologico (interazione studente piattaforma) facilitatore relazionale (interazione studente docente e studente studente facilitatore disciplinare (supporto scientifico al docente)

101 Formazione a distanza Esempi: distribuzione via rete di materiale didattico: e-learning unibg materiale didattico adatto al mezzo di comunicazione: Video Lectures materiale didattico (interattivo) corredato di esercizi di verifica: e-learning for kids comunicazione molti a molti: LiveMocha